MEJORAMIENTO OPERACIONAL DE INTERSECCIÓN AUTOPISTA...
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MEJORAMIENTO OPERACIONAL DE INTERSECCIÓN AUTOPISTA MEDELLÍN –
VÍA SUBACHOQUE (PUENTE PIEDRA) MEDIANTE IMPLEMENTACIÓN DE
TURBOGLORIETA
JHON EDDISON CRUZ SARMIENTO Cod. 20142579055
JAIRO ANDRÉS HERNÁNDEZ SUÁREZ Cod. 20152579037
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C
Enero 16 de 2019
MEJORAMIENTO OPERACIONAL DE INTERSECCIÓN AUTOPISTA MEDELLÍN –
VÍA SUBACHOQUE (PUENTE PIEDRA) MEDIANTE IMPLEMENTACIÓN DE
TURBOGLORIETA.
Presentado por:
JHON EDDISON CRUZ SARMIENTO Cod. 20142579055
JAIRO ANDRÉS HERNÁNDEZ SUÁREZ Cod. 20152579037
TRABAJO DE GRADO
PARA OPTAR AL TÍTULO INGENIEROS CIVILES
TUTOR:
RODRIGO ELIAS ESQUIVEL RAMIREZ
Ing. Civil,
Ing. Topográfico
Esp. en diseño geométrico de vías tránsito y transporte
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C
Enero 16 de 2019
Nota de aceptación:
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Firma del jurado
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Firma del jurado
Bogotá, 16 de enero de 2019.
DEDICATORIA
Antes que todo a Dios, por seguir brindándonos vida para llegar hasta este punto y
habernos dado fortaleza e inteligencia para lograr uno de nuestros tantos objetivos a
nivel profesional, además de su infinita bondad y amor que nos han acompañado a
lo largo de nuestro camino de vida.
A nuestras madres quienes han sido los mejores ejemplos a seguir y quienes a lo
largo de estos 29 años nos han brindado las bases esenciales para ser unas
personas honestas, emprendedoras y humildes.
A la Universidad Distrital por permitirnos ser parte de una generación de triunfadores
y seres productivos para el país, haciendo de nosotros hasta el día de hoy personas
capaces de tomar decisiones de vida, dotándonos además de la capacidad de
comprender que con la constancia podemos ser grandes profesionales,
permitiéndonos así mismo tomar conciencia y amar nuestras carreras para así
desempeñarnos en lo que más nos gusta con la mayor eficacia y simpatía; gracias a
ustedes por brindarnos la oportunidad de pertenecer a una de las mejores
Universidades de Colombia.
AGRADECIMIENTOS
A nuestro tutor, el Ingeniero Rodrigo Esquivel le agradecemos el habernos orientado
en el desarrollo de este documento, por las recomendaciones que oportunamente
nos brindó permitiendo darle un enfoque adecuado a la tesis y por el tiempo invertido
en la ejecución de las asesorías para el adelanto de cada uno de los capítulos que
aquí se exponen.
Así mismo nos agradecemos a nosotros como compañeros en la elaboración de este
trabajo de grado, por la fuerza y valentía de no sucumbir ante la impiedad de las
noches más largas a las que nos hemos enfrentado, pues el apoyo y dedicación que
fue dispuesta para el logro de uno de nuestros mayores propósitos de vida fue
incondicional, junto con el complemento de nuestros conocimientos académicos que
nos permitieron alcanzar el anhelo de ser ingenieros civiles.
Finalmente a todas aquellas personas que de una u otra forma nos colaboraron o
participaron en el complemento de la realización de esta investigación, hacemos
nuestro más sincero agradecimiento.
CONTENIDO
1. RESUMEN .......................................................................................................... 1
2. ABSTRACT ......................................................................................................... 3
3. INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 5
4. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA .......................................................................... 7
5. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................... 11
6. OBJETIVOS ...................................................................................................... 15
6.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................... 15
6.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS...................................................................... 15
7. MARCO REFERENCIAL .................................................................................. 17
7.1 CLASIFICACIÓN DE CARRETERAS ........................................................ 17
7.1.1 SEGÚN SU FUNCIONALIDAD ............................................................ 18
7.1.1.1 PRIMARIAS ................................................................................... 18
7.1.1.2 SECUNDARIAS ............................................................................. 18
7.1.1.3 TERCIARIAS ................................................................................. 18
7.1.2 SEGÚN EL TIPO DE TERRENO ......................................................... 18
7.1.2.1 TERRENO PLANO ........................................................................ 19
7.1.2.2 TERRENO ONDULADO ................................................................ 19
7.1.2.3 TERRENO MONTAÑOSO ............................................................. 19
7.1.2.4 TERRENO ESCARPADO .............................................................. 20
7.2 CÁLCULO DEL TRÁNSITO ....................................................................... 20
7.2.1 AFOROS .............................................................................................. 20
7.2.2 MÉTODOS DE CONTEO ..................................................................... 21
7.2.2.1 CONTEO MECÁNICO ................................................................... 21
7.2.2.2 CONTEO MANUAL ........................................................................ 21
7.2.2.3 CONTEO ELECTRÓNICO ............................................................. 22
7.2.3 NOMENCLATURA EN CONTEOS VEHÍCULARES ............................ 23
7.2.4 VOLUMEN DE TRÁNSITO ................................................................... 24
7.2.4.1 VOLUMEN HORARIO DE MÁXIMO DE TRÁNSITO ..................... 27
7.2.4.2 VOLUMEN HORARIO MÍNIMO DE TRÁNSITO ............................ 27
7.2.5 AJUSTE Y EXPANSIÓN DE VOLÚMENES DE TRÁNSITO ................ 27
7.2.6 FACTOR HORA PICO.......................................................................... 28
7.2.7 TRÁNSITO FUTURO ........................................................................... 28
7.2.7.1 FACTOR DE PROYECCIÓN ......................................................... 31
7.2.7.2 OTROS MÉTODOS ....................................................................... 32
7.2.7.2.1 MÉTODO ARTITMÉTICO ......................................................... 32
7.2.7.2.2 MÉTODO GEOMÉTRICO ........................................................ 32
7.2.8 NIVELES DE SERVICIO ...................................................................... 33
7.2.8.1 NIVEL DE SERVICIO A ................................................................. 34
7.2.8.2 NIVEL DE SERVICIO B ................................................................. 34
7.2.8.3 NIVEL DE SERVICIO C ................................................................. 34
7.2.8.4 NIVEL DE SERVICIO D ................................................................. 34
7.2.8.5 NIVEL DE SERVICIO E ................................................................. 35
7.2.8.6 NIVEL DE SERVICIO F ................................................................. 35
7.2.9 DISTRIBUCIÓN Y COMPOSICIÓN ..................................................... 36
7.2.9.1 DISTRIBUCIÓN POR CARRILES.................................................. 36
7.2.9.2 DISTRIBUCIÓN DIRECCIONAL .................................................... 36
7.2.10 COMPOSICIÓN ................................................................................ 37
7.2.11 VEHÍCULO DE DISEÑO ................................................................... 37
7.3 DISTANCIAS DE VISIBILIDAD .................................................................. 46
7.3.1 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA (Dp) ................................. 46
7.3.1.1 DISTANCIA DE PERCEPCIÓN Y REACCIÓN .............................. 46
7.3.1.2 DISTANCIA RECORRIDA DURANTE EL FRENADO ................... 46
7.4 GLORIETAS CONVENCIONALES ............................................................ 48
7.4.1 DISEÑO GEOMÉTRICO ...................................................................... 49
7.4.1.1 ESTUDIOS DE INGENIERÍA DE TRÁNSITO ................................ 49
7.4.1.2 CARÁCTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS .......................................... 50
7.4.1.2.1 ISLETAS DIRECCIONALES ..................................................... 51
7.4.1.2.2 RAMAL DE SALIDA O RAMAL DE ENTRADA ........................ 54
7.4.1.2.3 PERALTE MÁXIMO (emáx) ...................................................... 56
7.4.1.3 CARACTERIZACIÓN OPERACIONAL .......................................... 56
7.4.2 SEÑALIZACIÓN ................................................................................... 57
7.4.2.1 VERTICAL ..................................................................................... 57
7.4.2.2 DEMARCACIÓN ............................................................................ 60
7.4.2.2.1 CEDA EL PASO ....................................................................... 61
7.4.2.2.2 FLECHAS ................................................................................. 62
7.4.2.3 DELINEADOR DE CURVA HORIZONTAL .................................... 63
7.5 TURBOGLORIETA .................................................................................... 64
7.5.1 CARACTERIZACIÓN ........................................................................... 64
7.5.2 TIPOS DE TURBOGLORIETAS ........................................................... 67
7.5.3 DISEÑO DEL TURBO BLOQUE .......................................................... 70
7.5.4 ISLA CENTRAL .................................................................................... 73
7.5.5 DIVISORES DE CARRIL ...................................................................... 74
7.5.6 TRAYECTORIA DE BARRIDO HORIZONTAL ..................................... 75
7.5.7 ANÁLISIS DE VELOCIDAD DEL VEHÍCULO EN EL CAMINO MÁS
RÁPIDO. ........................................................................................................... 77
7.5.8 COMPROBACIÓN DEL MODELO ....................................................... 78
7.5.9 ELEMENTOS CARACTERÍSTICOS .................................................... 79
7.5.10 CARACTERÍSTICAS OPERACIONALES ......................................... 80
7.5.11 APORTES A NIVEL INTERNACIONAL ............................................ 82
7.5.11.1 HOLANDA ..................................................................................... 82
7.5.11.2 BÉLGICA ...................................................................................... 82
7.5.11.3 SUDÁFRICA ................................................................................. 83
7.5.11.4 ALEMANIA .................................................................................... 83
7.5.11.5 ESPAÑA ....................................................................................... 83
8. METODOLOGÍA DE TRABAJO ........................................................................ 85
8.1 IMPLEMENTACIÓN DE TURBOGLORIETA EN INTERSECCIÓN AVENIDA
AUTOPISTA MEDELLÍN VÍAS SUBACHOQUE (PUENTE PIEDRA)................... 85
8.2 LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO ......................................................... 85
8.2.1 LOCALIZACIÓN ................................................................................... 85
8.2.2 RECONOCIMIENTO EN CAMPO ........................................................ 86
8.2.3 LEVANTAMIENTO ............................................................................... 86
8.2.4 DESCARGA DE DATOS ...................................................................... 87
8.2.5 ELABORACIÓN DE PLANOS TOPOGRÁFICOS ................................ 87
8.2.6 REGISTRO FOTOGRÁFICO: .............................................................. 89
8.2.7 CARTERA TOPOGRÁFICA: ................................................................ 89
8.2.8 PLANIMETRÍA ..................................................................................... 90
8.2.8.1 LEVANTAMIENTO VISTA PLANTA .............................................. 90
8.2.8.2 LEVANTAMIENTO PERFILES VIALES ......................................... 91
8.3 AFORO VEHICULAR ................................................................................ 92
8.3.1 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN ........................................ 97
8.3.2 CONTEO VEHICULAR......................................................................... 97
8.3.3 RESULTADOS INTERSECCIÓN ....................................................... 101
8.3.4 CÁLCULO DE VOLÚMENES MÁXIMOS Y MÍNIMOS Y FACTOR HORA
PICO 102
8.3.5 CÁLCULO DE VOLUMENES MÁXIMOS POR MOVIMIENTO .......... 106
8.3.5.1 ACCESO NORTE ........................................................................ 107
8.3.5.2 ACCESO SUR ............................................................................. 109
8.3.5.3 ACCESO OESTE......................................................................... 111
8.3.5.4 ACCESO ESTE ........................................................................... 113
8.3.6 COMPOSICIÓN VEHICULAR POR MOVIMIENTOS ......................... 115
8.3.6.1 MOVIMIENTO 1 ........................................................................... 115
8.3.6.2 MOVIMIENTO 2 ........................................................................... 115
8.3.6.3 MOVIMIENTO 3 ........................................................................... 116
8.3.6.4 MOVIMIENTO 4 ........................................................................... 117
8.3.6.5 MOVIMIENTO 5 ........................................................................... 117
8.3.6.6 MOVIMIENTO 6 ........................................................................... 118
8.3.6.7 MOVIMIENTO 7 ........................................................................... 119
8.3.6.8 MOVIMIENTO 8 ........................................................................... 119
8.3.6.9 MOVIMIENTO 9 (1) ..................................................................... 120
8.3.6.10 MOVIMIENTO 9 (2) ..................................................................... 121
8.3.6.11 MOVIMIENTO 9 (3) ..................................................................... 121
8.3.6.12 MOVIMIENTO 9 (4) ..................................................................... 122
8.3.6.13 MOVIMIENTO 10 (1) ................................................................... 123
8.3.6.14 MOVIMIENTO 10 (2) ................................................................... 123
8.3.6.15 MOVIMIENTO 10 (3) ................................................................... 124
8.3.6.16 MOVIMIENTO 10 (4) ................................................................... 125
8.3.7 VOLUMEN HORA PICO POR MOVIMIENTO .................................... 125
8.3.8 VOLÚMENES DE TRÁNSITO FUTURO ............................................ 127
8.3.8.1 TRÁNSITO FUTURO POR MÉTODO ARITMÉTICO .................. 128
8.4 NIVEL DE SERVICIO ACTUAL ............................................................... 129
8.5 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA (Dp) .................................... 129
8.6 DISEÑO DE TURBOGLORIETA ............................................................. 130
8.6.1 CARACTERIZACIÓN ......................................................................... 130
8.6.2 VEHICULO DE DISEÑO SELECCIONADO ....................................... 130
8.6.3 DISEÑO MANUAL DEL TURBO BLOQUE ........................................ 131
8.6.3.1 ISLA CENTRAL ........................................................................... 132
8.6.3.1 INICIO REMONTABLE DE DIVISOR DIRECCIONAL ................. 134
8.6.4 DISEÑO 2D EN SOFTWARE TORUS ............................................... 135
8.6.5 ANÁLISIS DE MODELOS .................................................................. 143
8.6.6 ANÁLISIS DE BARRIDO .................................................................... 146
8.6.6.1 MOVIMIENTO 1 ........................................................................... 155
8.6.6.2 MOVIMIENTO 2 ........................................................................... 155
8.6.6.3 MOVIMIENTO 3 ........................................................................... 156
8.6.6.4 MOVIMIENTO 4 ........................................................................... 156
8.6.6.5 MOVIMIENTO 5 ........................................................................... 157
8.6.6.6 MOVIMIENTO 6 ........................................................................... 157
8.6.6.7 MOVIMIENTO 7 ........................................................................... 158
8.6.6.8 MOVIMIENTO 8 ........................................................................... 158
8.6.6.9 MOVIMIENTO 9 (1) ..................................................................... 159
8.6.6.10 MOVIMIENTO 9 (2) ..................................................................... 159
8.6.6.11 MOVIMIENTO 9 (3) ..................................................................... 160
8.6.6.12 MOVIMIENTO 9 (4) ..................................................................... 160
8.6.6.13 MOVIMIENTO 10 (1) ................................................................... 161
8.6.6.14 MOVIMIENTO 10 (2) ................................................................... 161
8.6.6.15 MOVIMIENTO 10 (3) ................................................................... 162
8.6.6.16 MOVIMIENTO 10 (4) ................................................................... 162
8.6.7 ISLETAS ............................................................................................. 163
8.6.8 ANÁLISIS DE VELOCIDADES ........................................................... 164
8.6.9 CONSOLIDADO DE DISEÑO ............................................................ 167
8.7 PRESUPUESTO ...................................................................................... 170
9. BENEFICIOS E INDICADORES ..................................................................... 173
9.1 VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD MÁXIMA ............................................. 173
9.2 REDUCCIÓN DE ACCIDENTALIDAD ..................................................... 176
9.3 EMBOTELLAMIENTO EN RAMALES DE ENTRADA ............................. 177
9.4 AUMENTO DE LA CAPACIDAD .............................................................. 178
9.5 MODELO FUNCIONAL ........................................................................... 179
9.6 PUNTOS DE CONFLICTO ...................................................................... 180
10. MATRIZ COMPARATIVA ............................................................................ 182
11. GESTIÓN ANTE ENTIDAD GUBERNAMENTAL ........................................ 185
12. CONCLUSIONES ........................................................................................ 186
BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 189
ANEXOS ................................................................................................................ 193
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1 Acciones incorrectas en glorieta típica .................................................. 8
Ilustración 2 Puntos de convergencia y divergencia en glorietas tradicionales de
cuatro ramales. .......................................................................................................... 9
Ilustración 3 Conflictos tipo en glorietas tradicionales. ............................................. 12
Ilustración 4 Efecto túnel respecto a la velocidad .................................................... 13
Ilustración 5 Nomenclatura en conteos vehiculares ................................................. 23
Ilustración 6 Dimensiones y trayectoria de giro para un Vehículo Liviano ............... 40
Ilustración 7 Dimensiones y trayectoria de giro para un Bus ................................... 41
Ilustración 8 Dimensiones y trayectoria de giro para un Bus Grande ...................... 42
Ilustración 9 Dimensiones y trayectoria de giro para un Camión Categoría 2 .......... 43
Ilustración 10 Dimensiones y trayectoria de giro para un Camión Categoría 3 ........ 44
Ilustración 11 Dimensiones y trayectoria de giro para un Camión Categoría 3S2 ... 45
Ilustración 12 Esquema básico de una intersección tipo Glorieta ............................ 50
Ilustración 13 Isleta sin berma ................................................................................. 52
Ilustración 14 Isleta con berma ................................................................................ 53
Ilustración 15 Isleta de Lágrima ............................................................................... 54
Ilustración 16 Ancho del ramal de salida o de entrada ............................................ 55
Ilustración 17 Señalización de dirección e información. ........................................... 58
Ilustración 18 Dimensiones demarcación ceda el paso .......................................... 61
Ilustración 19 Cruce controlado por señal Ceda el Paso ......................................... 61
Ilustración 20 Flechas para vías con velocidades menores o iguales a 60 km/h ..... 62
Ilustración 21 Delineadores de Curva Horizontal ..................................................... 63
Ilustración 22 Turboglorieta con tres (3) ramales ..................................................... 65
Ilustración 23 Turboglorieta básica en Rotterdam (Holanda) ................................... 66
Ilustración 24 Clasificación turboglorietas ................................................................ 70
Ilustración 25 Plantilla inicial del turbo bloque .......................................................... 71
Ilustración 26 Delantal con inicio recto y espiral ...................................................... 73
Ilustración 27 Dimensiones inicio divisor direccional elevado .................................. 74
Ilustración 28 Radios de entrada al carril circulatorio interno ................................... 76
Ilustración 29 Análisis de velocidad del vehículo en el camino más rápido ............. 77
Ilustración 30 Características turboglorieta .............................................................. 79
Ilustración 31 Intersección del kilómetro 13 Autopista Medellín con la vía Subachoque
(Glorieta Puente Piedra) .......................................................................................... 85
Ilustración 32 Plano levantamiento topográfico glorieta puente piedra .................... 90
Ilustración 33 Perfil sección 1A a 1B ........................................................................ 91
Ilustración 34 Perfil sección 2A a 2B ........................................................................ 91
Ilustración 35 Perfil sección 3A a 3B ........................................................................ 91
Ilustración 36 Perfil sección 4A a 4B ........................................................................ 92
Ilustración 37 Glorieta Puente Piedra ...................................................................... 92
Ilustración 38 Glorieta existente ............................................................................... 93
Ilustración 39 Formato de Aforo Manual .................................................................. 94
Ilustración 40 Resultados intersección hora pico ................................................... 101
Ilustración 41 Resultados intersección total día aforo ............................................ 102
Ilustración 42 Diseño definitivo del Turbo bloque ................................................... 132
Ilustración 43 Isla central del Turbo bloque ............................................................ 133
Ilustración 44 Diseño de inicio de divisor direccional remontable .......................... 134
Ilustración 45 TORUS – herramientas de diseño ................................................... 136
Ilustración 46 Ajustes del Programa....................................................................... 136
Ilustración 47 Trazado de ejes en levantamiento topográfico ................................ 137
Ilustración 48 Herramienta Roundabout Wizard .................................................... 138
Ilustración 4931 Selección de ramales................................................................... 139
Ilustración 50 Tipos de plantillas Turboglorietas .................................................... 140
Ilustración 51 Orientación del Turbo bloque ........................................................... 141
Ilustración 52 Ventana “Orientación” ...................................................................... 142
Ilustración 53 Turbo bloque definitivo..................................................................... 143
Ilustración 54 Superposición de modelo manual y TORUS ................................... 144
Ilustración 55 Elementos de Turbo bloque consolidado ........................................ 145
Ilustración 56 AutoTURN Pro – herramientas de diseño ....................................... 147
Ilustración 57 Ajustes del Programa....................................................................... 147
Ilustración 58 Selección del vehículo de diseño ..................................................... 148
Ilustración 59 Icono para extracción de normatividad para vehículo de diseño ..... 149
Ilustración 60 Información de normativa para vehículo de diseño ......................... 150
Ilustración 61 Inserción del vehículo de diseño ...................................................... 152
Ilustración 62 Direccionamiento del vehículo para barrido ..................................... 153
Ilustración 63 Panel de configuración de trayectoria ............................................. 154
Ilustración 64 Trayectoria de barrido Camión 3S2 ................................................. 155
Ilustración 65 Trayectoria de barrido Camión 3S2 ................................................. 155
Ilustración 66 Trayectoria de barrido Camión categoría 3 ...................................... 156
Ilustración 67 Trayectoria de barrido Bus grande .................................................. 156
Ilustración 68 Trayectoria de barrido Camión 3S2 ................................................. 157
Ilustración 69 Trayectoria de barrido Camión 3S2 ................................................. 157
Ilustración 70 Trayectoria de barrido Camión categoría 3 ...................................... 158
Ilustración 71 Trayectoria de barrido Bus grande .................................................. 158
Ilustración 72 Trayectoria de barrido Camión 3S2 ................................................. 159
Ilustración 73 Trayectoria de barrido Camión 3S2 ................................................. 159
Ilustración 74 Trayectoria de barrido Camión categoría 3 ...................................... 160
Ilustración 75 Trayectoria de barrido Bus grande .................................................. 160
Ilustración 76 Trayectoria de barrido Camión 3S2 ................................................. 161
Ilustración 77 Trayectoria de barrido Camión 3S2 ................................................. 161
Ilustración 78 Trayectoria de barrido Camión categoría 3 ...................................... 162
Ilustración 79 Trayectoria de barrido Bus grande .................................................. 162
Ilustración 80 Proyección de isleta separadora ...................................................... 164
Ilustración 81 Análisis de velocidad Bogotá - Vega en carril más rápido ............. 165
Ilustración 82 Análisis de velocidad Bogotá - Vega en carril más rápido ............. 165
Ilustración 83 Diseño final turboglorieta ................................................................ 169
Ilustración 84 Análisis de velocidades Movimiento 1 en Glorieta existente............ 173
Ilustración 85 Análisis de velocidades Movimiento 2 en Glorieta existente............ 174
Ilustración 86 Programación de obra turboglorieta ................................................ 179
ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 Tipos de conteo en tránsito ......................................................................... 20
Tabla 2 Nomenclatura en conteos vehiculares ........................................................ 24
Tabla 3 Velocidades en km/h que determinan los niveles de servicio por tipo de
terreno (vc) ............................................................................................................... 35
Tabla 4 Clasificación vehículo de diseño (Ministerio de Transporte) ....................... 37
Tabla 5 Nomenclatura empleada para la descripción de los vehículos de diseño ... 38
Tabla 6 Dimensiones principales de los vehículos de diseño .................................. 39
Tabla 7 Distancias de visibilidad de parada en tramos a nivel ................................. 48
Tabla 8 Criterio de diseño de Glorietas .................................................................... 51
Tabla 9 Tipos de isletas ........................................................................................... 52
Tabla 10 Ancho de calzada en ramales de salida o de entrada en función del radio
interior ...................................................................................................................... 55
Tabla 11 Señales aplicables a glorietas ................................................................... 59
Tabla 12 Alternativas geométricas de turboglorietas ............................................... 67
Tabla 13 Dimensiones de radios de giro en diseño de turboglorietas ...................... 72
Tabla 14 Directrices para velocidades máximas recomendadas ............................. 78
Tabla 15 Relación registro fotográfico general ......................................................... 89
Tabla 16 Consolidado aforo manual ........................................................................ 94
Tabla 17 Consolidado por periodos de 15 minutos y movimientos. ......................... 97
Tabla 18 Consolidado por acceso ............................................................................ 99
Tabla 19 Consolidado por movimientos ................................................................. 100
Tabla 20. Volumen máximo hora pico .................................................................... 103
Tabla 21 Volumen máximo hora pico y FHP .......................................................... 105
Tabla 22 Volumen máximo y mínimo Acceso Norte............................................... 107
Tabla 23 Volumen máximo y mínimo Acceso Sur .................................................. 109
Tabla 24 Volumen máximo y mínimo Acceso Oeste .............................................. 111
Tabla 25 Volumen máximo y mínimo Acceso Este ................................................ 113
Tabla 26 Distancia de visibilidad de parada (Dp) para el diseño de la turboglorieta.
............................................................................................................................... 129
Tabla 27 Elementos del Turbo bloque de diseño ................................................... 131
Tabla 28 Materiales recomendados para elementos en turboglorieta ................... 133
Tabla 29 Licenciamiento TORUS 05.1 ................................................................... 135
Ilustración 4930 Selección de ramales................................................................... 139
Tabla 31 Convenciones superposición turbo bloques ............................................ 144
Tabla 32 Licenciamiento AutoTURN Pro 10.2 ....................................................... 146
Tabla 33 Vehículos de diseño elegidos.................................................................. 150
Tabla 34 Análisis de velocidades en turboglorieta ................................................. 164
Tabla 35 Reporte de aceleración y desaceleración ............................................... 167
Tabla 36 Dimensiones de elementos de la turboglorieta. ...................................... 168
Tabla 37 Presupuesto Implantación De Turboglorieta En Intersección Glorieta Puente
Piedra (Madrid - Cundinamarca) ............................................................................ 170
Tabla 38 Porcentajes de reducción en la velocidad máxima. ................................ 174
Tabla 39 Reporte de aceleración y desaceleración ............................................... 176
Tabla 40 Reducción de conflictos de entrecruzamientos ....................................... 176
Tabla 41 Solución de embotellamiento con diseño planteado ............................... 177
Tabla 42 Aumento del área transitable en intersección ......................................... 178
Tabla 43 Matriz de conflictos ................................................................................. 180
Tabla 44 Matriz comparativa .................................................................................. 182
ÍNDICE DE GRÁFICAS
Gráfica 1 Componentes tránsito futuro .................................................................... 31
Gráfica 2 Composición vehicular general ............................................................... 106
Gráfica 3 Composición vehicular Acceso Norte ..................................................... 107
Gráfica 4 Flujo Vehicular Acceso Norte ................................................................. 108
Gráfica 5 Composición vehicular Acceso Sur ........................................................ 109
Gráfica 6 Flujo Vehicular Acceso Sur..................................................................... 110
Gráfica 7 Composición vehicular Acceso Oeste .................................................... 111
Gráfica 8 Flujo Vehicular Acceso Oeste ................................................................. 112
Gráfica 9 Composición vehicular Acceso Este ....................................................... 113
Gráfica 10 Flujo Vehicular Acceso Este ................................................................. 114
Gráfica 11 Composición vehicular movimiento 1 ................................................... 115
Gráfica 12 Composición vehicular movimiento 2 ................................................... 116
Gráfica 13 Composición vehicular movimiento 3 ................................................... 116
Gráfica 14 Composición vehicular movimiento 4 ................................................... 117
Gráfica 15 Composición vehicular movimiento 5 ................................................... 118
Gráfica 16 Composición vehicular movimiento 6 ................................................... 118
Gráfica 17 Composición vehicular movimiento 7 ................................................... 119
Gráfica 18 Composición vehicular movimiento 8 ................................................... 120
Gráfica 19 Composición vehicular movimiento 9 (1) .............................................. 120
Gráfica 20 Composición vehicular movimiento 9 (2) .............................................. 121
Gráfica 21 Composición vehicular movimiento 9 (3) .............................................. 122
Gráfica 22 Composición vehicular movimiento 9 (4) .............................................. 122
Gráfica 23 Composición vehicular movimiento 10 (1) ............................................ 123
Gráfica 24 Composición vehicular movimiento 10 (2) ............................................ 124
Gráfica 25 Composición vehicular movimiento 10 (3) ............................................ 124
Gráfica 26 Composición vehicular movimiento 10 (4) ............................................ 125
Gráfica 27 Volumen hora pico por movimiento ...................................................... 126
Gráfica 28 Tasa de crecimiento parque automotor en la ciudad de Bogotá ........... 127
Gráfica 29 Reporte de Velocidad y Aceleración ..................................................... 166
Gráfica 30 Reporte de Velocidad y Aceleración en glorieta existente .................... 175
1
1. RESUMEN
Este trabajo contiene la información obtenida acerca del estudio realizado en la
comparación de las glorietas convencionales frente a la implementación de un nuevo
modelo o diseño geométrico en intersecciones denominado turboglorietas, tomando
como zona de estudio una glorieta tradicional ubicada en la intersección de la
autopista Medellín con vía Subachoque (Puente Piedra) del municipio de
Cundinamarca - Colombia, ésta investigación se determinó por medio del
levantamiento topográfico, cálculo del tránsito, diseño geométrico o modelación y
microsimulación del tránsito, apoyados de software especializado a nivel de
ingeniería civil denominados TORUS y AutoTurn Pro desarrollados por la compañía
Canadiense Transoft Solutions.
El presente informe contiene la cartografía y planimetría del levantamiento
topográfico realizado, aforo manual, cálculo de los volúmenes de tránsito, factor hora
pico en la intersección y por accesos, licenciamiento estudiantil del software para el
diseño y simulación, reporte del diseño final y modelación con la simulación del
tránsito con el vehículo de mayor barrido, información soporte con la que se elaboró
un adecuado análisis de los beneficios y desventajas que se obtienen con la
implementación de un nuevo diseño en intersecciones giratorias en este caso las
turboglorietas, reemplazando el diseño existente regulado por una glorieta tradicional.
Finalmente se presenta la metodología empleada con el uso de los datos de estudio
que se tuvieron en cuenta para su modelación y microsimulación, teniendo en cuenta
tanto los factores técnicos como operativos de una turboglorieta y como resultado de
la investigación realizada a este nuevo modelo en intersecciones, se presentan las
recomendaciones y sugerencias para la implementación de turboglorietas en
intersecciones que presentan mayor conflicto por accidentalidad y capacidad en
Colombia, ya que al realizar la comparación entre las prestaciones referentes a
seguridad vial y a los indicadores operacionales básicos viales de una glorieta
2
tradicional, se logra evidenciar los beneficios que traen consigo una turboglorieta,
estableciendo los parámetros normativos y de guía para su diseño que deben ser
evaluados.
3
2. ABSTRACT
This work contains the information obtained about the study made in the comparison
of the conventional roundabouts versus the implementation of a new model or
geometric design at intersections called turbo roundabouts, taking as a study area a
traditional roundabout located at the intersection of the Medellín highway. via
subachoque (Puente Piedra) of the municipality of Cundinamarca - Colombia, this
research was determined by topographic survey, traffic calculation, geometric design
or modeling and microsimulation of traffic, supported by specialized software at the
civil engineering level called TORUS and AutoTurn Pro developed by the Canadian
company Transoft Solutions.
This report contains the cartography and planimetry of the topographic survey carried
out, manual gauging, calculation of traffic volumes, peak hour factor at intersection
and access, student licensing of software for design and simulation, final design report
and modeling with the simulation of the transit with the vehicle with the largest sweep,
supporting information with which an adequate analysis of the benefits and
disadvantages obtained with the implementation of a new design in rotating
intersections was developed, in this case turbo roundabouts, replacing the existing
regulated design for a traditional roundabouts.
Finally we present the methodology used with the use of the study data that were
taken into account for its modeling and microsimulation, taking into account both the
technical and operational factors of a turbo roundabouts and as a result of the
research carried out on this new model at intersections. , the recommendations and
suggestions for the implementation of turbo roundabouts in intersections that present
greater conflict due to accident and capacity in Colombia are presented, since when
making the comparison between the services related to road safety and the basic
operational indicators of a traditional roundabout, it shows the benefits that a turbo
4
roundabouts brings, establishing the normative and guiding parameters for its design
that must be evaluated.
5
3. INTRODUCCIÓN
Dentro de los diversos problemas que aquejan actualmente a las personas que
habitan las principales ciudades de Colombia se encuentran los represamientos
vehiculares y aquellos relacionados con los niveles de accidentalidad presentes
específicamente en las glorietas o también denominadas rotondas, donde los
usuarios no tienen la capacitación suficiente o cultura para realizar el ingreso
adecuado a ellas, obviando muchas veces su señalización y sentidos de circulación,
generando una clara problemática que se hace necesario estudiar y evaluar para
corregir.
Al realizar una evaluación inicial acerca de las soluciones a los niveles de flujo de
tránsito vehicular y accidentalidad en intersecciones viales de la ciudad de Bogotá se
puede evidenciar que la implementación de semáforos o glorietas tradicionales no
mejora de manera representativa tal situación.
Existen estudios a nivel internacional donde se evidencia que a pesar de usar este
tipo de obras, los usuarios en su gran mayoría no comprenden el funcionamiento
correcto de ellas o en su defecto hacen caso omiso a su reglamentación, lo que
conlleva a la necesidad de plantear o buscar nuevas alternativas de ingeniería como
el caso de las turboglorietas, cuyos elementos geométricos garantizan que los
usuarios transiten en mayor volumen, con mayor fluidez y sobretodo con un correcto
ingreso a la intersección lo que las convierte en elementos que proveen mayor
seguridad y eficiencia.
Las turboglorietas han sido implementadas inicialmente en países como Holanda,
donde se pudo constatar sobre sus beneficios en el tráfico y seguridad vial que
conlleva este nuevo diseño, luego España y Alemania, obteniendo resultados
positivos para el mejoramiento de la movilidad en intersecciones y sobretodo en un
6
aspecto tan importante como lo es la seguridad vial, teniendo así una gran medida
de adaptación y aplicación como solución vial.
Teniendo en cuenta una turboglorieta como solución vial, se presenta un estudio de
caso, con el fin de evaluar el mejoramiento e impacto que produce el reemplazo de
las glorietas tradicionales mediante la implementación de este tipo de obras en
Colombia, estableciendo como zona de estudio la intersección del kilómetro 13
Autopista Medellín con la vía Subachoque (Glorieta Puente Piedra), que conecta los
Municipios de Madrid Cundinamarca, el Rosal y la ciudad de Bogotá D.C.
7
4. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
Las glorietas convencionales son sin duda alguna un gran aporte que ha venido al
mundo bajo el ingenio del Arquitecto Francés Eugene Hénard (1849 - 1923), pues
aparte de poner solución a intersecciones realmente complejas, representa un
método de muy bajo costo respecto a otros que cumplen con el mismo cometido; sin
embargo el autor no considera en su planteamiento reflejar un método intuitivo y de
fácil lectura para los usuarios llevando a convertir este invento en un elemento que
ha afectado de alguna forma a cientos de personas en más de cien años alrededor
del mundo desde su primera instauración hacia el año 1907 en la plaza de l’Étoile
hoy más comúnmente conocida como plaza Charles de Gaulle.
La mecánica tradicional del funcionamiento de las glorietas consistía en otorgar
prioridad a quien ingresaba a la rotonda con lo que tiempo después se comprendió
que bajo esta modalidad las filas se generaban al interior del anillo de circulación.
Tiempo después y de forma correcta se propone dar prioridad a quien está operando
dentro de la misma para poder ingresar, trasladando la fila al acceso; una vez se ha
logrado acceder se permite el desplazamiento entre carriles como estrategia para
dirigirse en la búsqueda de su destino o salida, lo que promueve de forma equivocada
el trenzado entre vehículos dentro de la glorieta aumentando la probabilidad de
choque lateral.
Lo poco intuitivo del sistema, aunque tenga óptima señalización induce a que algunos
usuarios no respeten a aquellos que llevan la prioridad, generando lo que Hénard
definía como “puntos de conflicto entre trayectorias”, justamente el concepto que lo
conlleva a idear la glorieta como solución.
Factores como el crecimiento constante de la población, el desarrollo económico de
los habitantes y el gran desconocimiento que existe sobre el manejo de los elementos
viales versus modelos ingenieriles no ajustados a estas realidades hacen que el
8
tránsito vehicular sea una experiencia que combina traumatismos no solo
emocionales sino incluso aquellos que atentan directamente contra la preservación
de la integridad física de los usuarios.
A continuación, se presentan las situaciones más comunes causadas por los usuarios
de las glorietas en los ramales de entrada y salida, como en los carriles de circulación:
Ilustración 1 Acciones incorrectas en glorieta típica
Fuente: El motor https://motor.elpais.com/conducir/claves-entender-rotondas/ 1
1 (Amadoz, 2016)
9
Las cifras de densificación poblacional en la Sabana de Bogotá han duplicado a las
del crecimiento poblacional del país que están por el orden del 12% entre 2005 y
2015 según artículo publicado por el periódico El Espectador (Redacción Bogotá),
dicho fenómeno se debe a la migración de habitantes capitalinos por varios factores
entre los cuales se encuentran el aumento desaforado aumento del precio del terreno
en la capital, inseguridad y violencia en las calles o simplemente la búsqueda de
tranquilidad. Dicha situación impacta de manera negativa en las vías principales de
estos territorios, entre esas la intersección de estudio (kilómetro 13 Autopista Medellín
con la vía Subachoque - Glorieta Puente Piedra), pues el alto número de vehículos
sumado a la velocidad con la que estos transitan acrecientan las posibilidades de
accidentes y subsecuentemente taponamientos.
Ilustración 2 Puntos de convergencia y divergencia en glorietas tradicionales de cuatro ramales.
Fuente: Funciones de las rotondas urbanas y requerimientos urbanísticos de organización. 2
2 (Funciones de las rotondas urbanas y requerimientos urbanísticos de organización. )
10
Diariamente, según artículo publicado en el periódico El Tiempo (Redacción Bogotá
22/06/2012), en las tradicionales glorietas de Bogotá se presenta por lo menos un
accidente de tránsito, fenómeno que podría contener causas que varían desde, las
ya mencionadas, la intolerancia entre los ciudadanos, hasta la prisa con la que cada
uno se desplaza sobre estas rotondas; todo enfocado a la persona y no al elemento.
En la ilustración 2 se muestran los conflictos generales que se presentan en una
glorieta tradicional, teniendo en cuenta los factores antes mencionados, donde el
usuario muchas veces desconoce el carril adecuado por el que debe transitar para
buscar la salida deseada.
11
5. JUSTIFICACIÓN
En las grandes ciudades de Colombia se siente a diario los efectos de la oferta
insuficiente de infraestructura vial, reflejados en la congestión, la accesibilidad y los
tiempos de viaje principalmente. Por otra parte, en la infraestructura existente la
regulación y control de las intersecciones se ha basado en el uso de intersecciones
viales convencionales, a nivel y desnivel; cada una con ventajas y desventajas en
términos de afectación urbanística, composición vehicular de la demanda esperada,
capacidad, nivel de servicio, seguridad vial, requerimientos de supervisión y
mantenimiento, etc.
La selección de alternativas en el evento de planear e implementar una intersección
vial nueva o modificar una existente, involucra necesariamente la evaluación previa
técnica, operativa, financiera, económica y urbanística; así como de otros aspectos
relacionados con los anteriores, asociados a la seguridad vial, el diseño geométrico
y todas las posibles restricciones por interferencia con redes de servicios públicos y
demás especificaciones por cumplir.
El ánimo por mejorar los elementos viales se hace cada vez más imprescindible dada
la necesidad de la movilización de los usuarios en tiempos no tan extensivos, lo que
se traduce en un aumento de la calidad de vida de los mismos. Específicamente las
rotondas convencionales han simbolizado una mejora sustancial en lo que se refiere
a movilidad de las intersecciones, sin embargo, dado el desaforado aumento de los
actores viales se resaltan de una forma mucho más evidente las falencias de estos
clásicos modelos que han venido funcionando desde hace más de 100 años. Por lo
anterior y en respuesta a dicha necesidad la presente investigación se centrará
principalmente en el estudio de un novedoso modelo europeo denominado
“turboglorietas”, como base para la implementación en la intersección del Km 13
Autopista Medellín con la Vía Subachoque, Glorieta Puente Piedra
12
Se espera al término del presente proyecto conseguir una geometría tal que logre
disminuir los puntos de conflicto (ver ilustración 3), mejorando su capacidad y con
ello los tiempos de tránsito de los usuarios al interior del anillo de circulación; con la
geometría planteada se pretende además disminuir la dependencia de los aspectos
psicosociales presentes en la vía (prudencia o intrepidez, gentileza con el peatón,
entre otros), con lo que subsecuentemente incurrirá en una sustancial disminución
en las altas cifras de accidentalidad que hoy día son el punto de mira entre los
usuarios.
Ilustración 3 Conflictos tipo en glorietas tradicionales.
Fuente: Safety Impacts of Modern Roundabouts (Kennedy, 2000) 3
3 (Kennedy, 2000)
13
En la figura anterior se muestran los conflictos generales que se presentan en una
glorieta tradicional, teniendo en cuenta los factores antes mencionados, donde el
usuario mucha de las veces desconoce el carril adecuado por el que debe transitar
para buscar la salida deseada.
Se espera además con la implantación de éste modelo vial en la intersección de la
Autopista Medellín con la Vía Subachoque disminuir las maniobras que impliquen
giros a la izquierda (lo que usualmente conlleva a cruces entre trayectorias y
secantes), aumentando de esta forma el valor intuitivo del elemento, lo que ocasiona
además la eliminación parcial de las resonantes confusiones entre los actores viales
que desde hace varias décadas han representado los convencionales modelos.
Ilustración 4 Efecto túnel respecto a la velocidad
Fuente: Visión y velocidad en la conducción - https://www.tuoptometrista.com/vision-y-
conduccion/conduccion-y-velocidad/ 4
4 (VISIÓN Y VELOCIDAD EN CONDUCCIÓN, 2014)
14
El mejoramiento en los tiempos de tránsito al interior de la turboglorieta sin duda
podría suponer aumento de la velocidad en el anillo de circulación lo que implicaría
también un aumento en las probabilidades de siniestro tanto entre vehículos como
hacía peatones por efecto túnel, que supone disminución del campo visual con altas
velocidades, sin embargo, se espera disminuir dichas probabilidades de
accidentalidad con la geometría propuesta y con ayuda de reductores de
velocidad.(ver ilustración 4)
La implantación de la turboglorieta en la intersección de la Autopista Medellín con la
Vía Subachoque, permitirá a su vez un mejor tratamiento del tránsito de los peatones,
quienes a diario se ven expuestos a cruzar a través de ella para llegar, a la ciudad de
Bogotá por la Calle 80 o por la Calle 13 tomando por la vía principal de Funza, a
Funza, a Mosquera, Cota, Chía, El Rosal, Madrid o Facatativá.
15
6. OBJETIVOS
6.1 OBJETIVO GENERAL
Implementar un nuevo diseño geométrico denominado “turboglorieta”, en la
intersección de la Autopista Medellín con la Vía Subachoque que conecta los
municipios de Funza, Cota, El Rosal, Madrid y la ciudad de Bogotá como medida de
solución vial para mitigar los niveles de tráfico y accidentalidad que allí se presentan,
evaluando ventajas y desventajas frente al modelo de glorietas tradicionales.
6.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
✓ Definir la normativa y especificaciones técnicas vigentes que comprenden el
diseño geométrico de una turboglorieta como mecanismo de solución al
tráfico vehicular y su accidentalidad en intersecciones.
✓ Realizar levantamiento topográfico de la intersección de estudio, (Autopista
Medellín con la Vía Subachoque), como base para la modelación en el
software TORUS y AutoTURN, según parámetros técnicos del diseño de una
turboglorieta.
✓ Presentar la cartografía y elaborar la planimetría de la intersección de
acuerdo al levantamiento topográfico.
✓ Elaborar los estudios de tránsito en la intersección de estudio, con el fin de
obtener los volúmenes y densidades del tránsito, sus niveles de servicio, el
factor hora pico, el tránsito promedio diario, y demás estudios previos que
exponen el comportamiento vehicular de manera adecuada en la glorieta
existente.
16
✓ Adquirir las licencias del software especializado para la modelación y
simulación de las turboglorietas (TORUS y AutoTURN).
✓ Modelar y simular mediante el uso de software especializado TORUS y
AutoTURN respectivamente, la turboglorieta en la intersección con el fin de
obtener sus reportes de diseño, planimetría de diseño definitiva y evidencia
del comportamiento vehicular.
✓ Establecer las actividades y costos necesarios para la ejecución e
implementación de una turboglorieta en una intersección para establecer un
análisis comparativo frente a modelos tradicionales.
✓ Evaluación de ventajas y desventajas presentadas mediante una matriz
acerca de la implementación de una turboglorieta planteada como solución
vial en intersecciones, para su posible propagación en Colombia.
✓ Gestionar ante la autoridad competente propietaria de la intersección, la
divulgación e implementación de este nuevo modelo, presentando la
presente investigación como base de una solución vial en intersecciones.
17
7. MARCO REFERENCIAL
En este acápite se presentan los conceptos, planteamientos y resultados de las
actividades e investigaciones realizadas en términos del aforo manual realizado a la
intersección, la información concerniente a turboglorietas con datos de estudios en
intersecciones reales y de simulación en software a nivel internacional, así mismo se
muestra el resultado de la investigación tras el comparativo de una glorieta tradicional
con los beneficios que trae consigo la implementación de un nuevo diseño con la
elección de un tipo turboglorieta.
Para poder entender los parámetros a elegir dentro del diseño e implementación de
una turboglorieta es necesario establecer los conceptos básicos que comprende todo
el estudio del tránsito elaborado, revisando términos tales como el tipo de vía y
terreno, volúmenes de tránsito, niveles de servicio, tipos de aforos y la velocidad con
la que se desplazan los vehículos puesto que para poder establecer condiciones de
seguridad vial, se hace necesario establecer los límites en los que los usuarios
pueden transitar, así mismo permite establecer la velocidad permitida o adecuada a
la que el usuario debe ingresar para el caso de curvas o intersecciones giratorias
según la composición vehicular de la zona.
7.1 CLASIFICACIÓN DE CARRETERAS
Según lo establecido en el manual de diseño geométrico de carreteras del Instituto
Nacional de Vías, las carreteras en Colombia se clasifican según su funcionalidad y
tipo de terreno.
18
7.1.1 SEGÚN SU FUNCIONALIDAD
Las carreteras se clasifican según su funcionalidad de acuerdo a los intereses de
la nación y a las necesidades operativas que se den en el territorio así:
7.1.1.1 PRIMARIAS
Este tipo de carreteras se caracteriza por conectar los departamentos de la
nación, generando además el dinamismo entre el comercio del país. Son
troncales, transversales y entradas a capitales siempre en condiciones
pavimentadas.
7.1.1.2 SECUNDARIAS
Este tipo de carreteras se caracteriza por provenir de cabeceras municipales y
conectarse con vías primarias, pueden ser afirmadas o pavimentadas.
7.1.1.3 TERCIARIAS
Este tipo de vías se caracteriza por unir cabeceras municipales con sus veredas,
o veredas entre sí. Generalmente se encuentran en afirmado, y en caso de ser
pavimentadas deben cumplir de acuerdo a lo establecido para el diseño de vías
pavimentadas secundarias.
7.1.2 SEGÚN EL TIPO DE TERRENO
Varían de acuerdo a la topografía existente en un tramo de estudio y pueden
estimarse diferentes tipos de terreno en un tramo de vía homogénea.
19
7.1.2.1 TERRENO PLANO
Este tipo de terreno se caracteriza por poseer pendientes transversales al eje de
la vía menores de cinco (5°) grados, su pendiente longitudinal por lo general no
supera el tres (3%) por ciento; en la ejecución de su construcción no demandan
mayor dificultad durante su proyección como en su explanación. Permiten que los
vehículos pesados y livianos mantengan velocidades similares por su
alineamiento horizontal y vertical.
7.1.2.2 TERRENO ONDULADO
Este tipo de terreno se caracteriza por poseer pendientes transversales al eje de
la vía entre seis y trece grados (6° - 13°), su pendiente longitudinal por lo general
oscila entre tres y seis por ciento (3% - 6%). En la ejecución de su construcción
demandan una dificultad moderada en el movimiento de tierras durante su
proyección como en su explanación. Los vehículos pesados en este caso
mantienen una velocidad inferior a los livianos por la combinación de
alineamientos horizontales y verticales, no lleva a operar a los vehículos por
tiempo prolongado con velocidades sostenidas en rampa.
7.1.2.3 TERRENO MONTAÑOSO
Este tipo de terreno se caracteriza por poseer pendientes transversales al eje de
la vía entre trece y cuarenta grados (13° - 40°), su pendiente longitudinal por lo
general oscila entre seis y ocho por ciento (6% - 8%). En la ejecución de su
construcción demanda gran cantidad de movimiento de tierras lo que genera
dificultad durante su proyección como en su explanación. Los vehículos pesados
por la combinación de alineamientos horizontales y verticales operan con
velocidades sostenidas en rampa en amplias distancias por tiempo prolongado.
20
7.1.2.4 TERRENO ESCARPADO
Este tipo de terreno se caracteriza por poseer pendientes transversales al eje de
la vía superior a cuarenta grados (40°), su pendiente longitudinal por lo general
es superior al ocho por ciento (8%). En la ejecución de su construcción exige el
máximo movimiento de tierras lo que genera grandes dificultades durante su
proyección como en su explanación. Los vehículos pesados por la combinación
de alineamientos horizontales y verticales operan con menores velocidades
sostenidas en rampa en amplias distancias por tiempo prolongado en
oportunidades repetitivas.
7.2 CÁLCULO DEL TRÁNSITO
7.2.1 AFOROS
Es necesario establecer el tipo de conteo a realizar en el presente trabajo de
investigación; a continuación se relacionan los cinco tipos para la toma de datos
según su finalidad:
Tabla 1 Tipos de conteo en tránsito
TIPO DE CONTEO FINALIDAD
DIRECCIONAL Su objetivo es clasificar los volúmenes acorde a la dirección y el sentido del flujo vehicular.
DE CLASIFICACIÓN Clasifica según la tipología del vehículo, sus características físicas tales como el peso y cantidad de ejes.
EN INTERSECCIONES Clasifica los vehículos por tipo de vehículo y tipo de movimiento.
21
CORDONES
Se realizan en los perímetros de las zonas a estudiar con el fin de determinar la cantidad de vehículos que salen y entran en un determinado tiempo.
OCUPACIÓN VEHICULAR Su objetivo es establecer la cantidad de personas que ocupan los diferentes tipos de vehículos mediante registros en campo.
Fuente: Propia
7.2.2 MÉTODOS DE CONTEO
7.2.2.1 CONTEO MECÁNICO
“Empleados en lugares situados a mitad de cuadra o en tramos continuos en
campo abierto. Existen aparatos mecánicos portátiles y fijos cuya utilización
depende del objeto de estudio.”5, los equipos usualmente utilizados son los
siguientes: Detectores magnéticos, neumáticos, de espiral de inducción, de radar
y contadores mecánicos portátiles.
7.2.2.2 CONTEO MANUAL
Para éste método es necesario la inclusión de personal capacitado en campo para
su elaboración con registros en campo para la obtención de información detallada
de: Clasificación vehicular, movimientos direccionales, dirección de recorrido, uso
de carriles, condiciones de manejo según determinación climática.
Este tipo de conteo se realiza con un registro manual en formatos de papel o
también con contadores manuales. Los datos que se pueden obtener por este
5 (Cárdenas, 2017)
22
medio son mayores que con otros métodos de conteo, ya que se pueden clasificar
los vehículos por tipo, el número de ellos que transitan por la intersección y por
cada uno de los ramales de entrada en una glorieta. Los recuentos pueden
dividirse en 30 minutos e incluso 15 cuando el tránsito es muy denso, éstos se
hacen en un formato de campo en hojas de papel.
Se utiliza por lo general en el conteo de volúmenes de giro y volúmenes
clasificados, su duración puede variar dependiendo el propósito del aforo, este
puede dividirse en horas pico y en horas denominadas valle. El personal requerido
para este tipo de aforos puede hacerse desde una persona, y cuando existen
periodos de tránsito muy alto, por una cantidad de personal ajustado a las
condiciones existentes de la vía y/o intersección, se debe tener en cuenta que
dicho personal debe llevar a cabo las instrucciones correctas para el conteo, la
supervisión y cantidad de información obtenida, con el fin de que sea un aforo
confiable y con el mayor grado de exactitud.
7.2.2.3 CONTEO ELECTRÓNICO
Este método es el más sencillo de realizar puesto que cuenta con la ayuda de
dispositivos electrónicos capaces de realizar el conteo de manera automática, por
lo general se establecen sobre la calzada “(a distancias entre 5 m y 12 m) para
determinación e identificación vehicular utilizando tecnologías como: láser
infrarrojo activo, detector infrarrojo pasivo, radar a hiperfrecuencia, radar a efecto
doppler, detector ultrasónico, detector de imagen para generación de lazos
inductivos virtuales, detectores de vídeo de uso general y para aplicaciones
especiales, etc..”6
6 (Cárdenas, 2017)
23
7.2.3 NOMENCLATURA EN CONTEOS VEHÍCULARES
En Colombia se encuentra establecido un tipo nomenclatura para los movimientos
en intersecciones con el fin de brindar a los aforadores una estructura con la que
se facilita el conteo y su diligenciamiento en campo.
Ilustración 5 Nomenclatura en conteos vehiculares
Fuente: Ingeniería de Tránsito y Transporte Ing. Esp. M.Sc. Martín Alexander Bejarano Cárdenas 7
7 (Cárdenas, 2017)
24
Tabla 2 Nomenclatura en conteos vehiculares
Fuente: Ingeniería de Tránsito y Transporte Ing. Esp. M.Sc. Martín Alexander Bejarano Cárdenas 8
7.2.4 VOLUMEN DE TRÁNSITO
Los volúmenes de tránsito poseen características específicas que determinan la
viabilidad de proyectos, el dimensionamiento de la infraestructura y las medidas de
control necesarias para un óptimo servicio.
Las características principales de los volúmenes de tránsito se enfocan en la
temporalidad y la espacialidad de los viajes, pues los tiempos de viaje obedecen a
una serie de elementos de decisión de las personas según sus motivos, orígenes y
8 (Cárdenas, 2017)
25
destinos, así como las zonas por donde se realizarán estos recorridos, las vías de
mayor uso y demás elementos espaciales que determinen un volumen específico.
Tanto el proceso de un proyecto de construcción de una nueva vía, como el de
ampliación de una vía existente, es imprescindible conocer las condiciones actuales
de operación de los flujos vehiculares existentes, así mismo lo es establecer o estimar
las condiciones que se espera obtener en el futuro, esto por medio del cálculo de los
volúmenes de tránsito, que aunque en la mayoría de los casos se consideran datos
subjetivos por su alto grado de error, ayudan en la determinación de los parámetros
necesarios para el diseño de vías e intersecciones.
El volumen del tránsito puede ser definido como la cantidad de vehículos que
transitan por un punto durante un determinado periodo de tiempo, y se puede
expresar mediante la siguiente fórmula:
𝑄 = 𝑁
𝑇
Donde:
Q: Vehículos que pasan por unidad de tiempo.
N: Número total de vehículos que pasan.
T: Periodo determinado.
Es fundamental en la planeación y operación de la circulación vehicular, conocer
las variaciones periódicas de los volúmenes dentro de las horas de máxima
demanda, analizando en función de la distribución de los carriles, ramales de
acceso, distribución direccional y composición.
La importancia de estimar dichas variaciones del volumen del tránsito dentro de
las horas pico y la cuantificación de la duración de los flujos máximos, sirven para
26
poder delimitar las capacidades de la vía y con ello definir posibles diseños en
intersecciones con la planeación en la disposición de alternativas como lo es la
semaforización, las glorietas o turboglorietas, deprimidos, puentes o soluciones
sencillas como lo son reductores de velocidad para el control del flujo vehicular de
acuerdo a los volúmenes de entrada principales y secundarios del tránsito,
adicionalmente también ayudan a establecer controles como lo es la restricción de
vehículos pesados en ciertos periodos de tiempo, prohibiciones de
estacionamientos, entre otros.
Los datos sobre volúmenes de tránsito pueden ser utilizados ampliamente en el
análisis de capacidad y niveles de servicio, la caracterización de flujos vehiculares,
estudios de seguridad vial, en investigaciones sobre nuevas metodologías para el
control del tránsito y el transporte, como también en las variaciones y tendencias
de los volúmenes de tránsito ligado al desarrollo de infraestructura urbana que trae
consigo la evolución vial.
Los volúmenes de tránsito deben ser considerados dinámicos, debido a que
solamente son precisos únicamente al momento de realizar un aforo, ya que tienen
variaciones que dependen de actividades tales como afectación por actividades
tales como obras nuevas, adecuaciones, ampliaciones o mantenimientos,
festividades, y como tal los periodos de tiempo “de las horas de máxima demanda,
en las horas del día, en los días de la semana y en los meses del año, aún más,
también es importante conocer las variaciones de los volúmenes de tránsito en
función de su distribución por carriles, su distribución direccional y su
composición.”9
9 (Méndez, 2009)
27
7.2.4.1 VOLUMEN HORARIO DE MÁXIMO DE TRÁNSITO
Máximo volumen registrado durante el periodo el periodo de estudio (Hora pico).
Este se expresa en vehículos por hora.
7.2.4.2 VOLUMEN HORARIO MÍNIMO DE TRÁNSITO
Mínimo volumen registrado durante el periodo el periodo de estudio (Hora de
menor demanda). Este se expresa en vehículos por hora.
7.2.5 AJUSTE Y EXPANSIÓN DE VOLÚMENES DE TRÁNSITO
Para este trabajo en particular se dio la situación de no contar con datos históricos
de aforos realizados en periodos diarios, semanales, mensuales o anuales, para lo
que se podría incorporar un conteo con estaciones maestras de aforo permanente o
periódico, “que permitan determinar factores de expansión y ajuste aplicables a otros
lugares que tengan comportamientos similares y en los cuales se efectuará la
medición de aforos en periodos cortos”.10
La información que proporcionan los aforos continuos es muy importante toda vez
que con ella se pueden identificar los patrones de variación horaria, diaria, periódica
o anual del volumen del tránsito. Tal como se ha mencionado el volumen del tránsito
se considera dinámico, sin embargo, tiende a tener variaciones cíclicas indicando un
patrón con el que se puede sustentar el ajuste por expansión para el diseño de vías
e intersecciones futuras.
10 (Méndez, 2009)
28
7.2.6 FACTOR HORA PICO
Factor que determina la homogeneidad de la carga vehicular dentro del periodo
horario máximo.
𝐹𝐻𝑃 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜 𝑝𝑖𝑐𝑜
4 ∗ (𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑒𝑛 15 𝑚í𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠)
● El valor mínimo del FHP es de 0.25, lo que indica una carga puntual dentro de
un sólo intervalo de 15 minutos en la hora.
● El valor máximo es de 1.00 que representa una carga vehicular uniforme en
los cuatro periodos de 15 minutos.
● El FHP puede ser obtenido por movimiento, acceso y/o intersección.
● El volumen máximo en 15 minutos a tomarse deberá estar comprendido dentro
del periodo de la hora pico encontrada.
7.2.7 TRÁNSITO FUTURO
El cálculo del tránsito futuro es indispensable para poder determinar si el diseño que
se va a realizar será óptimo y podrá contar con todos los parámetros de capacidad y
niveles de servicio adecuados para el buen desarrollo del tráfico vehicular.
Corresponde a la totalidad de vehículos que transitarán durante la vida útil del
proyecto.
29
El volumen del tránsito futuro puede definirse como “el volumen de tráfico que tendrá
la vía cuando esté completamente en servicio.” 11, La expresión para poder calcularlo
es la siguiente:
TF = TA + IT
Donde:
TF: Tránsito futuro
TA: Tránsito actual
IT: Incremento del tránsito al año del proyecto
El tránsito actual (TA) se obtiene por medio de aforos manuales o electrónicos,
encuestas de dirección y datos históricos del tránsito en diferentes horas de las
ciudades, entre otros. La forma de calcularlo es la siguiente:
TA = TE + Tat
Donde:
TE: Tránsito existente antes de la mejora
Tat: Tránsito atraído una vez terminada la construcción
Por otra parte el incremento de tránsito se considera como el volumen vehicular
esperado al momento comenzar a usar la nueva vía o las mejoras realizadas y se
calcula por medio de la siguiente expresión:
IT = CNT + TG + TD
11 (Volúmenes de Tránsito Futuro, 2017)
30
Donde:
IT: Incremento de tránsito
CNT: Crecimiento normal de tránsito
TG: Tránsito generado
TD: Tránsito desarrollado
El crecimiento normal de tránsito (CNT) está dado en porcentaje y se estima
según las tasas de crecimiento del parque automotor.
El tránsito generado (TG) puede ser estimado en porcentajes entre un rango del
5% al 25% sobre el tránsito actual en un período de 2 años después de haber
realizado la apertura de la vía.
Finalmente el tránsito desarrollado (TD) puede ser estimado en un 5% calculado
sobre el tránsito actual y este se genera a partir del progreso generado en el
suelo adyacente de la vía.
De acuerdo a las expresiones anteriormente dadas para el cálculo del tránsito
futuro se puede consolidar la siguiente expresión:
TF = TA + IT
Reemplazando TA e IT tenemos,
TF = (TE + Tat) + (CNT + TG + TD)
31
Gráfica 1 Componentes tránsito futuro
Fuente: (Volúmenes de Tránsito Futuro, 2017) Universidad la Gran Colombia12
7.2.7.1 FACTOR DE PROYECCIÓN
Otra forma de calcular el tránsito futuro es por medio del factor de proyección el
cual relaciona el tránsito futuro con el actual obteniendo las siguientes ecuaciones:
𝐹𝑃 = 𝑇𝐹
𝑇𝐴
𝐹𝑃 = (𝑇𝐴 + 𝐼𝑇)
𝑇𝐴=
(𝑇𝐴 + 𝐶𝑁𝑇 + 𝑇𝐺 + 𝑇𝐷)
𝑇𝐴
𝐹𝑃 = 1 +𝐶𝑁𝑇
𝑇𝐴+
𝑇𝐺
𝑇𝐴+
𝑇𝐷
𝑇𝐴
El FP deberá especificarse para cada año futuro.
12 (Volúmenes de Tránsito Futuro, 2017)
32
El valor utilizado en el pronóstico del tránsito futuro para nuevas vías, sobre la base
de un periodo de proyecto de 20 años, está en el rango de 1,5 a 2,5.
TF= FP (TA)
1,5 < FP < 2,5 para periodos de 20 años
7.2.7.2 OTROS MÉTODOS
Otra manera de calcular el tránsito futuro de forma aplicada y sencilla es por medio
de métodos estadísticos. Éstos varían de acuerdo a los volúmenes del tránsito
sean bajos o altos y su clasificación está dada por el método aritmético y método
geométrico.
7.2.7.2.1 MÉTODO ARTITMÉTICO
Respecto al método aritmético se tienen en cuenta los volúmenes de tránsito bajos
o poblaciones donde hay poca densidad vehicular, la ecuación que representa el
cálculo de éste método es la siguiente:
TF = TA (1 + ni)
Donde:
n = Número de años
i = Tasa o rata de crecimiento
7.2.7.2.2 MÉTODO GEOMÉTRICO
Éste método se basa en volúmenes altos de tránsito o en poblaciones con altas
densidades vehiculares o tráfico alto. La ecuación que lo representa es al
siguiente:
𝑇𝐹 = 𝑇𝐴(1 + 𝑖)𝑛
33
Para ambos métodos el factor de proyección se calcula mediante las siguientes
fórmulas, teniendo en cuenta que en este caso se debe estima una proyección
anual y total.
𝐹𝑃𝑃𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 = (1 + 𝑖)𝑛 − 1
𝑛𝑖
𝐹𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = (1 + 𝑖)𝑛 − 1
𝑖
7.2.8 NIVELES DE SERVICIO
Son utilizados para estimar la calidad del flujo vehicular. Es “una medida cualitativa
que descubre las condiciones de operación de un flujo de vehículos y/o personas, y
de su percepción por los conductores o pasajeros” 13. Tales circunstancias pueden
ser expresadas con factores tales como:
Seguridad vial
Velocidad de circulación
Libertad de maniobras
Comodidad de conducción
Tiempos de marcha
Su clasificación está dada en seis (6) niveles que están definidos desde la letra A
hasta la letra F, siendo el mejor nivel de servicio el A en términos de fluidez y confort
del usuario, hasta llegar al nivel F que cuenta con las condiciones más desfavorables
para los vehículos y/o personas.
A continuación se describen cada uno de los niveles de servicio:
13 (Escobar, 2007)
34
7.2.8.1 NIVEL DE SERVICIO A
Este nivel de servicio garantiza unas condiciones de fluidez excelentes (flujo libre),
dentro de las cuales el usuario tiene la posibilidad de realizar las maniobras
deseadas y con la mayor libertad posible, así mismo las velocidades en las que
pueden desplazarse no afectan la movilidad entre usuarios.
7.2.8.2 NIVEL DE SERVICIO B
Este nivel de servicio está dentro del rango de fluidez estable, estando sutilmente
debajo del nivel de servicio A toda vez que los usuarios para este nivel ya
comienzan a percibir la presencia de otros cuando transitan, sin embargo el nivel
de confort no se afecta de manera drástica y la elección de las velocidades no
sufre ninguna afectación sustancial respecto al nivel de servicio A.
7.2.8.3 NIVEL DE SERVICIO C
Se encuentra aún dentro del rango de fluidez estable. En este nivel se marca el
inicio donde los usuarios empiezan a tener mayor restricción en temas de
maniobrabilidad y elección de velocidad puesto que hay mayor interacción entre
ellos. El confort y la conveniencia se empiezan a ver afectados de manera
significativa con respecto a los niveles de servicio A y B.
7.2.8.4 NIVEL DE SERVICIO D
Este nivel de servicio describe una mayor densidad de circulación aunque aún se
considera estable. Los usuarios experimentan mayor dificultad para efectuar
maniobras y la velocidad se puede ver afectada con cambios mínimos en la
movilidad. El funcionamiento se ve comprometido con pequeñas alteraciones en
el tránsito.
35
7.2.8.5 NIVEL DE SERVICIO E
Se ubica en el límite de la capacidad de servicio, en este caso los usuarios
encuentran altamente restringida la capacidad de aumentar la velocidad y de
efectuar movimientos libres, puesto que al realizar algún tipo de acción afecta
directamente al otro usuario obligándolo incluso a ceder el paso de manera
forzosa; el confort y la conveniencia pueden llegar a verse tan afectados que
pueden provocar frustración en el usuario. Este nivel se considera como inestable
ya que cualquier aumento de flujo o ligera perturbación genera colapsos.
7.2.8.6 NIVEL DE SERVICIO F
Este nivel siendo el más desfavorable o de peores condiciones cuenta con flujo
forzado, donde los usuarios se ven en situaciones donde los volúmenes
vehiculares superan la capacidad generando colapsos que inducen a filas donde
“la operación se caracteriza por la existencia de ondas de parada y arranque,
extremadamente inestables”. 14
De otra parte la velocidad en la que transitan los usuarios también define el nivel de
servicio al cual corresponde el corredor vial o carretera y esto se clasifica de acuerdo
a la siguiente tabla:
Tabla 3 Velocidades en km/h que determinan los niveles de servicio por tipo de terreno (vc)
Fuente: (Escobar, 2007) Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia15
14 (Escobar, 2007) 15 (Volúmenes de Tránsito Futuro, 2017)
36
7.2.9 DISTRIBUCIÓN Y COMPOSICIÓN
7.2.9.1 DISTRIBUCIÓN POR CARRILES
Debe ser considerada en la operación de calles y carreteras, medida en zonas
urbanas y carreteras que conectan ciudades o municipios, puesto que para el
primer caso que es la zona urbana se evalúan las capacidades de acuerdo a los
carriles donde se evitan los giros o paradas por autobuses y taxis, que son los
que llevan la mayor velocidad y capacidad, en el caso de una vía con tres carriles
el carril que presenta el caso crítico de flujo es el central, ya que los laterales están
condicionados a los factores mencionados anteriormente, y respecto a las
carreteras que conectan ciudades se evalúan los volúmenes que transitan sobre
el carril inmediato a la faja o isla central, ya que estos fueron diseñados para
mayores velocidades y rebases.
7.2.9.2 DISTRIBUCIÓN DIRECCIONAL
Ésta distribución relaciona el volumen vehicular que se desplaza desde el centro
de una ciudad hacia la periferia, la que indica por lo general el volumen máximo
dado en la mañana en el centro de una ciudad y en la periferia en las tardes y
noches.
Otro caso es el que se da durante los fines de semana, donde por lo general el
flujo vehicular aumenta en la periferia por el turismo, aumentando el volumen del
tránsito durante los días viernes, sábados y domingos, registrando una mínima
variación hacia el centro de una ciudad.
37
7.2.10 COMPOSICIÓN
Básicamente la composición arroja el porcentaje sobre el volumen total de tránsito
según la variación de distintos tipos de vehículos tales como automóviles, autobuses,
camiones, camiones de varios ejes, motos y bicicletas.
7.2.11 VEHÍCULO DE DISEÑO
“El diseño geométrico de una vía está orientado a definir un trazado que facilite la
circulación de los vehículos tanto en el sentido longitudinal como en su ubicación en
el sentido transversal de la calzada.”16
Acorde a lo establecido en la Resolución 4100 del 28 de Diciembre de 2004 del
Ministerio de Transporte, para efectos del diseño geométrico se adopta la siguiente
clasificación:
Tabla 4 Clasificación vehículo de diseño (Ministerio de Transporte)
CLASE CAPACIDAD TIPO DE VEHÍCULO
EFECTOS
Livianos Menos de cinco Toneladas (<5.0 T)
Automóvil
Camioneta
Campero
Distancia de visibilidad de parada
Distancia de visibilidad de adelantamiento
Pesados Mayor de cinco Toneladas (>5.0 T)
Buses
Vehículos de transporte de carga
Pendiente longitudinal
Longitud crítica de pendiente
Fuente: Propia
16 (INVIAS, 2008)
38
Acorde al Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del Instituto Nacional de Vías
la nomenclatura a utilizar en la elección del tipo de vehículo de diseño se relaciona
en la siguiente tabla:
Tabla 5 Nomenclatura empleada para la descripción de los vehículos de diseño
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras - INVIAS17
Para la elaboración de un diseño óptimo que cumpla con las condiciones y anchos
de carriles recomendables se deben de tener en cuenta las dimensiones del vehículo
de diseño electo, puesto que este define los anchos de barrido en cada uno de sus
ejes clasificándolos según el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del
Instituto Nacional de Vías como se muestra en la tabla 6.
“Los radios mínimos de giro de un vehículo que se deben tener en cuenta en el diseño
geométrico de las calzadas son: la trayectoria de la proyección delantera exterior del
ancho del vehículo, la trayectoria de la rueda interior trasera y el radio mínimo de giro
del eje central del vehículo. Las dos primeras trayectorias (exterior e interior) definen
un espacio mínimo absoluto al realizar un giro de 180°, espacio que es indispensable
controlar en el diseño de las calzadas de enlace en intersecciones y retornos y en el
cálculo de sobreanchos”.18 Ver tabla 6.
17 (INVIAS, 2008) 18 (INVIAS, 2008)
39
Tabla 6 Dimensiones principales de los vehículos de diseño
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras - INVIAS19
El vehículo de diseño deberá ser aquel que genere las condiciones más críticas y así
mismo tendrá la facultad de transitar por la turboglorieta sin ningún tipo de
obstrucción; esta actividad representa en cierto modo un paso esencial en la
proyección de la Turboglorieta cuyas dimensiones se verán directamente afectadas
con base en la trayectoria de barrido del vehículo. Para la definición del vehículo de
diseño es indispensable conocer el tipo de flujo de tráfico que se movilizará.
Según parámetros técnicos Eslovenos y Serbios, cuando se diseña un vehículo de
diseño relevante se toma un camión de 16.80 m de longitud con semirremolque,
distinto a Alemania que no tiene presente el vehículo sino para proyectar el barrido y
así poder definir el paso.
A continuación en las ilustraciones 6 a la 11, se muestran los vehículos de diseño
para Colombia adoptados por el manual geométrico de carreteras:
19 (INVIAS, 2008)
40
Ilustración 6 Dimensiones y trayectoria de giro para un Vehículo Liviano
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 20
20 (INVIAS, 2008)
41
Ilustración 7 Dimensiones y trayectoria de giro para un Bus
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 21
21 (INVIAS, 2008)
42
Ilustración 8 Dimensiones y trayectoria de giro para un Bus Grande
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 22
22 (INVIAS, 2008)
43
Ilustración 9 Dimensiones y trayectoria de giro para un Camión Categoría 2
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 23
23 (INVIAS, 2008)
44
Ilustración 10 Dimensiones y trayectoria de giro para un Camión Categoría 3
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 24
24 (INVIAS, 2008)
45
Ilustración 11 Dimensiones y trayectoria de giro para un Camión Categoría 3S2
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 25
25 (INVIAS, 2008)
46
7.3 DISTANCIAS DE VISIBILIDAD
Una de las condiciones que debe garantizar el diseño geométrico al usuario o
conductor del vehículo es una conducción segura en la que pueda visualizar
ampliamente las características presentes sobre la longitud continua de la vía, para
ello se deberán tener en cuenta la distancias de visibilidad de parada.
7.3.1 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA (Dp)
Esta distancia es la necesaria para que el conductor de un vehículo pueda frenar con
seguridad antes de alcanzar un obstáculo que se interpone en su trayectoria a lo
largo de la vía cuando transita a la velocidad impuesta dentro del trazado.
La estimación de la longitud de la distancia de visibilidad de parada se realiza con la
suma de dos distancias:
Distancia de percepción y reacción.
Distancia recorrida durante el frenado.
7.3.1.1 DISTANCIA DE PERCEPCIÓN Y REACCIÓN
Se obtiene mediante la adaptación de un tiempo de 2.5 segundos medido desde
el momento en el que se ve el obstáculo hasta que se acciona el freno, la
velocidad del vehículo en este lapso se mantiene uniforme a la establecida en el
trazado.
7.3.1.2 DISTANCIA RECORRIDA DURANTE EL FRENADO
Se obtiene desde el momento de accionar los frenos hasta que el vehículo se
detiene en su totalidad, la velocidad se considera uniformemente desacelerada y
su velocidad inicial es igual a la velocidad establecida en el trazado, se debe tener
47
en cuenta que las llantas no pueden ser bloqueadas al aplicar los frenos (no debe
haber deslizamiento por frenado en seco), y esta condición debe cumplirse aún
en pavimentos húmedos, según estudio realizado por la AASHTO e
implementado dentro del Manual de Diseño Geométrico de AASHTO – 2004.
La ecuación para el cálculo de la distancia de parada en pavimentos húmedos se
define como sigue:
𝐷𝑃 = 0.278 𝑥 𝑉𝑒𝑥 𝑡 + 0.039 𝑥 𝑉𝑒
2
𝑎
Donde:
𝐷𝑃 = Distancia de Visibilidad de parada, en metros.
𝑉𝑒 = Velocidad Específica del elemento sobre el cual se ejerce la maniobra de
frenado, en km/h.
T = Tiempo de percepción – reacción, igual a 2.5 s.
a = Rata de desaceleración, igual a 3.4 m/s2.
Reemplazando valores la ecuación definitiva es la siguiente:
𝐷𝑃 = 0.695 𝑥 𝑉𝑒 + 𝑉𝑒
2
87.18
En tramos con una pendiente igual a 0% en la rasante se establecen valores
recomendados para distancias mínimas de visibilidad de parada con variaciones en
velocidades de diseño que se relacionan a continuación:
48
Tabla 7 Distancias de visibilidad de parada en tramos a nivel
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 26
7.4 GLORIETAS CONVENCIONALES
Dentro de los diversos tipos de glorietas se encuentra la de tipo “normal”, una de las
más implementadas históricamente en Colombia y que actualmente continúa
teniendo protagonismo entre los elementos viales de este país; esta glorieta tiene la
característica de direccionar el flujo vehicular proveniente de diversos ramales
mediante la imposición de una isla central, bordillos e isletas direccionales.
Por lo general y para un funcionamiento correcto, las glorietas normales deberían
tener 3 o 4 ramales, esta solución representa mayor efectividad contra una
intersección semaforizada siempre y cuando la intensidad de circulación esté
26 (INVIAS, 2008)
49
equilibrada entre los accesos. Si existen más de 3 ramales se deberá plantear una
glorieta de mayores dimensiones lo que impulsa al aumento de velocidad al interior
de los anillos de circulación.
Es importante mencionar que aunque las glorietas representan una solución vial
eficaz en intersecciones durante el trazado se debe tener en cuenta la cantidad de
carriles en los ramales de entrada a la calzada giratoria puesto que si se da el caso
de una reducción de carriles en el ramal de entrada con respecto al anillo de
circulación se generaría represamiento vehicular o el conocido “cuello de botella”,
toda vez que interrumpe el flujo vehicular y no se aprovecha al máximo la capacidad
vehicular para la intersección diseñada. El mismo caso puede darse de modo
contrario, es decir, cuando la calzada giratoria posee un número inferior de carriles
a los de los ramales de entrada.
7.4.1 DISEÑO GEOMÉTRICO
Los parámetros para el diseño geométrico de glorietas convencionales se encuentran
definidos en el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del Ministerio de
Transporte de Colombia y El Instituto Nacional de Vías - INVIAS, allí se establece
cada uno de los criterios a tener cuenta para el correcto trazado de una intersección
giratoria a nivel y son expuestos a continuación:
7.4.1.1 ESTUDIOS DE INGENIERÍA DE TRÁNSITO
Los estudios de tránsito que son requeridos para la proyección del trazado son
los siguientes de acuerdo a lo sugerido en el manual de diseño geométrico de
carreteras del Instituto Nacional de Vías:
Diagrama de flujos vehiculares, composición vehicular y automóviles
directos equivalentes (a.d.e.).
Factor hora pico (FHP).
50
Proyección tránsito futuro para diseño entre 10 y 20 años.
Análisis de la capacidad según volumen máximo horario.
Pre dimensionamiento de la propuesta planteada.
7.4.1.2 CARÁCTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS
Una glorieta tradicional posee los elementos que se destacan en la siguiente
ilustración, lo cuales hacen parte del análisis de la capacidad, proyección del
volumen máximo horario, composición vehicular, vehículo de diseño y factores
de seguridad, que hacen parte del estudio de tránsito:
Ilustración 12 Esquema básico de una intersección tipo Glorieta
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 27
27 (INVIAS, 2008)
51
Así mismo el Manual de diseño geométrico de carreteras del Instituto Nacional
de Vías, establece que para dichos elementos, se deben seguir los siguientes
criterios geométricos para su diseño:
Tabla 8 Criterio de diseño de Glorietas
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 28
7.4.1.2.1 ISLETAS DIRECCIONALES
Son elementos cuyo propósito es el de distribuir el flujo vehicular, aislar conflictos
y organizar el área de tránsito en la intersección, deben ser ubicadas entre carriles
de circulación con el fin de encausar el movimiento del conductor; tienen además
la funcionalidad de servir de resguardo para peatones, como también son
elementos que proporcionan zonas para ubicar señalización e iluminación. “Las
isletas pueden estar físicamente separadas de los carriles o estar pintadas en el
pavimento.”29, existen dos tipos de isletas:
28 (INVIAS, 2008) 29 (INVIAS, 2008)
52
Tabla 9 Tipos de isletas
TIPOS FORMA USO
DIRECCIONALES Triangular Indican la ruta a seguir a lo largo de la intersección. ver Ilustración 13 y 14.
SEPARADORAS Lágrima
Implementadas en el acceso a las intersecciones donde no existe separación entre carriles. Ver Ilustración 15.
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 30
Ilustración 13 Isleta sin berma
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 31
30 (INVIAS, 2008) 31 (INVIAS, 2008)
53
Ilustración 14 Isleta con berma
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 32
Este tipo de isletas deben garantizar una superficie que permita a los conductores
detectarlas fácilmente. “Deben tener una superficie mínima de cuatro con cinco
metros cuadrados (4.5 m2) preferiblemente siete metros cuadrados (7.0 m 2 ). A su
vez, los triángulos deben tener un lado mínimo de dos metros con cuarenta
centímetros (2.40 m) y preferiblemente de tres metros con sesenta centímetros (3.60
m).”33
32 (INVIAS, 2008) 33 (INVIAS, 2008)
54
Ilustración 15 Isleta de Lágrima
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 34
En el caso de las isletas separadoras de tipo lágrima deben cumplir con una longitud
mínima de treinta metros (30 m), aunque preferiblemente se aconseja una longitud
mayor a cien metros (100 m), cuando por limitaciones de espacio u otros no se
pudiese cumplir con la longitud recomendada se deberá preparar el carril con un
pavimento rugoso notorio, con resaltos o algún tipo de reductor de velocidad.
7.4.1.2.2 RAMAL DE SALIDA O RAMAL DE ENTRADA
Para este tipo de elementos se deben tener en cuenta las siguientes dimensiones
mencionadas en la ilustración 16 y consignadas en la tabla 10:
34 (INVIAS, 2008)
55
Ilustración 16 Ancho del ramal de salida o de entrada
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 35
Tabla 10 Ancho de calzada en ramales de salida o de entrada en función del radio interior
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 36
35 (INVIAS, 2008) 36 (INVIAS, 2008)
56
7.4.1.2.3 PERALTE MÁXIMO (emáx)
De acuerdo al Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del Instituto Nacional de
Vías el peralte máximo que pueden tener las vías primarias y secundarias es del 8%
puesto que su propósito es no incomodar a vehículos que circulan con velocidades
menores ya que por poseer un centro de gravedad muy alto o ser de tipo articulado
como los tracto camiones, pueden ser propensos a volcamiento en una curva con
peralte superior a dicho límite.
El peralte recomendado para intersecciones giratorias está comprendido en un rango
del 2% al 4% igualmente establecido en el manual de diseño, en su sección de radios
mínimos para curvas.
7.4.1.3 CARACTERIZACIÓN OPERACIONAL
El modo de operación de las glorietas está relacionado íntimamente con su
geometría y con la regla especial en donde los vehículos que ingresan a ella
deben ceder el paso dando prioridad a los que circulan sobre el anillo de
circulación.
Sin importar la dirección que vayan a tomar los vehículos entrantes, estos
deberán ceder el paso a los que se encuentran en la circulación giratoria,
exceptuando los casos en los que exista un carril de giro directo. El ingreso de
los vehículos de entrada debe realizarse en el intervalo que generen los
vehículos que transitan en la calzada giratoria de manera segura; el movimiento
que se genera en dicha calzada siempre será en el sentido contrario de las
manecillas de reloj.
Uno de los beneficios que trae consigo una intersección giratoria es que generan
un tráfico flexible, es decir, los usuarios tienen la posibilidad de cometer errores
en la elección de la salida deseada dentro de la intersección, permitiendo dar
57
giros alrededor de la isleta central y así dar la opción de asegurar la salida que
se debe usar.
7.4.2 SEÑALIZACIÓN
La señalización en una intersección giratoria es indispensable, pues es aquella que
brinda un factor de seguridad para los usuarios previniendo la existencia de peligros
y su naturaleza o elementos próximos, reglamentar las prohibiciones o restricciones
respecto de su uso, alerta sobre la proximidad de una glorieta, el modo de circulación,
las direcciones posibles a tomar o sus salidas, los límites de velocidad, resaltar su
isleta central y divisoras, además de sus límites.
7.4.2.1 VERTICAL
“La función de las señales verticales es reglamentar las limitaciones,
prohibiciones o restricciones, advertir de peligros, informar acerca de rutas,
direcciones, destinos y sitios de interés. Son esenciales en lugares donde existen
regulaciones especiales, permanentes o temporales, y en aquellos donde los
peligros no son de por sí evidentes.”37
Es de vital importancia tener presente que las señales informativas,
reglamentarias y preventivas no deben ser instaladas en forma masiva en un
tramo corto de vía ya que pueden generar contaminación visual y así mismo
pierden efectividad. De otra parte la recomendación es que siempre se instalen
señales de tipo informativas y direccionales con el fin de que los usuarios
mantengan la información actualizada con respecto a su ubicación y rumbo. Ver
ilustración 18.
37 (MINTRANSPORTE, 2015)
58
Ilustración 17 Señalización de dirección e información.
Fuente: Manual de Señalización Vial del Ministerio de Transporte 2015 38
38 (MINTRANSPORTE, 2015)
59
Tabla 11 Señales aplicables a glorietas
TIPOS DE SEÑALES EN GLORIETAS
NOMENCLATURA SEÑAL DESCRIPCIÓN
SR-02 CEDA EL PASO
Indica a los conductores que deben “ceder el paso” a los vehículos que circulan por la vía a la cual se aproximan. Se instala cuando un carril no posee una distancia de aceleración adecuada.
SP-20 GLORIETA
Esta señal debe ser instalada para advertir al conductor la proximidad de una intersección rotatoria, lo que requiere reducir la velocidad y ceder el paso al ingresar a la misma.
SP-25 PROXIMIDAD A RESALTO
Esta se impone para advertir al conductor sobre la presencia de un resalto, se instalan para vías con velocidad máxima de 60 km/h
SP-67 RIESGO DE ACCIDENTE
Esta señal advierte sobre la proximidad a una zona de alto riesgo de accidente de acuerdo con las estadísticas de las entidades de tránsito. Se instala en el kilómetro anterior donde ocurrieron más de 6 accidentes en 2 años. Duran 1 año hasta que se interponga una solución vial.
60
SP-46 ZONA DE PEATONES
Esta señal advierte la presencia de peatones en la vía, para determinar la necesidad de ella se requiere determinar la interacción entre el flujo peatonal como el vehicular.
SI-05B FLECHAS DE DESTINO EN SEÑAL DE GLORIETA
Indica el tipo de maniobra que es necesario realizar.
SR-30 VELOCIDAD MÁXIMA
Esta señal se usa para indicar que la velocidad no puede ser superada a partir de la imposición de la misma.
SR-41 PROHIBIDO DEJAR O RECOGER PASAJEROS
Indica la prohibición de detener el automotor para recoger o dejar pasajeros en zonas aledañas a la señal.
Fuente: Manual de Señalización Vial del Ministerio de Transporte 2015 39
7.4.2.2 DEMARCACIÓN
“La señalización horizontal corresponde a la aplicación de marcas viales
conformadas por líneas, flechas, símbolos y letras que se adhieren sobre el
pavimento, bordillos o sardineles y estructuras de las vías de circulación o
adyacentes a ellas, así como a los dispositivos que se colocan sobre la superficie
39 (MINTRANSPORTE, 2015)
61
de rodadura, con el fin de regular, canalizar el tránsito o indicar la presencia de
obstáculos. Éstas se conocen como DEMARCACIONES.”
7.4.2.2.1 CEDA EL PASO
Ilustración 18 Dimensiones demarcación ceda el paso
Fuente: Manual de Señalización Vial del Ministerio de Transporte 2015 40
Ilustración 19 Cruce controlado por señal Ceda el Paso
Fuente: Manual de Señalización Vial del Ministerio de Transporte 2015 41
40 (MINTRANSPORTE, 2015) 41 (MINTRANSPORTE, 2015)
62
La demarcación ceda el paso debe ser implementada siempre que se instale una
señal de ceda el paso vertical, excepto cuando las condiciones de la rasante no
permitan la instalación de éstas.
La línea segmentada indica al conductor el límite donde el vehículo debe
detenerse cuando desea ingresar a la intersección en el momento en el que no
hay condiciones de ingreso seguro por ocupación vehicular. Esta línea deberá
proyectarse a lo largo de todos los carriles que tengan el mismo sentido y paralelo
al eje de la vía que se está intersectando. Su ubicación debe ser en un lugar
visible para el conductor sobre la vía principal y con una distancia mínima de 1.2
m de pasos peatonales.
7.4.2.2.2 FLECHAS
Es una demarcación en el pavimento que se utiliza para direccionar a los usuarios
en intersecciones o en vías donde es difícil la comprensión de las maniobras
permitidas, se aplica a 2 metros de la línea de detección total del vehículo en
cada uno de los carriles de acceso a una intersección .
Ilustración 20 Flechas para vías con velocidades menores o iguales a 60 km/h
Fuente: Manual de Señalización Vial del Ministerio de Transporte 2015 42
42 (MINTRANSPORTE, 2015)
63
7.4.2.3 DELINEADOR DE CURVA HORIZONTAL
Son aquellos que guían al conductor en una curva donde se reduce la velocidad
de operación en un rango de más de 5 a 20 km/h, su forma es rectangular y su
ubicación debe ser en el lado externo de la curva en forma perpendicular a la
perspectiva del conductor
Ilustración 21 Delineadores de Curva Horizontal
Fuente: Manual de Señalización Vial del Ministerio de Transporte 2015 43
43 (MINTRANSPORTE, 2015)
64
7.5 TURBOGLORIETA
7.5.1 CARACTERIZACIÓN
La geometría básica de la Turboglorieta se compone por una isleta central que toma
una forma no convencional, donde se desplaza su isleta o circunferencia central para
formar una figura parecida a la de una turbina u hoja tal como lo muestra la ilustración
22, generando un desfase en los carriles de giro que induce a los vehículos
provenientes del flujo principal a que sólo tengan que ceder el paso a los vehículos
que avanzan sobre la calzada giratoria en un sólo carril; dicha isleta central se
caracteriza por tener bordes o sardineles muy bajos, lo que proporciona una
superficie segura en el giro de los vehículos cuando se estima el ancho de barrido,
brindando un espacio adicional para los vehículos con mayor cantidad de ejes. En el
caso de los vehículos provenientes de los ramales secundarios, deben ceder el paso
a uno (1) o por lo general a dos (2) de los carriles de giro, dependiendo del movimiento
a realizar, ya que su flujo es inferior al de los ramales principales.
El flujo de entrada, de la calzada circulatoria y el de salida están separados
físicamente por divisores direccionales elevados generando que la velocidad de
tránsito de los vehículos sea reducida en comparación con el prototipo de rotonda
convencional, sumado a ello se eliminan tanto los conflictos de tejido como las
colisiones de barrido lateral en las entradas y salidas de la rotonda.
Su señalización es horizontal y vertical, generalmente el divisor direccional se diseña
de forma física, por ejemplo, a través de bordillos, separadores, tachones
remontables, etc., o en su defecto cuando se trata de reducir costos de forma virtual
con pintura de señalización y demarcación formando así carriles fijos de giro;
adicionalmente y debido al desfase de su isleta central, se logra que ésta adopte la
forma de la espiral de Arquímedes, obligando a los conductores a escoger
65
anticipadamente la salida que desean tomar, usando el carril que los llevará hasta
ella para finalmente obtener como resultado un tránsito adecuado y seguro.
Las investigaciones realizadas para este tipo de intersecciones, arrojaron que podía
diseñarse y desarrollarse de acuerdo con las características ya mencionadas varios
tipos de turboglorietas, puesto que, manteniendo los principios fundamentales, son
aplicables en intersecciones de 3 o 4 ramales, tal como se evidencia en las
ilustraciones 22 y 23.
Ilustración 22 Turboglorieta con tres (3) ramales
Fuente: Urbanismo y Transporte, http://urbanismoytransporte.com/la-turborrotonda-una-rotonda-
mejorada/ 44
En armonía con lo anterior, es posible observar a manera de ejemplo en la ilustración
23, dos ramales provenientes del oriente y occidente correspondientes a la vía
principal y otros dos provenientes del norte y sur correspondientes a la vía
secundaría, lo que completa un total de cuatro ramales que convergen finalmente en
una calzada giratoria de dos carriles.
44 (Núñez, 2015)
66
Ilustración 23 Turboglorieta básica en Rotterdam (Holanda)
Fuente: Google Earth (2006) 45
En la última imagen se muestra una turboglorieta implantada en Rotterdan (Holanda),
caracterizando los movimientos donde las flechas indican el sentido del flujo
vehicular, así mismo indican respectivamente la prelación que tienen los ramales
principales sobre secundarios generando mayor volumen de demanda vehicular
dentro de la intersección.
Dentro de los países que mayor aporte se ha generado en lo que a turboglorietas
respecta se encuentra Holanda, generando propuestas que giran en torno a la
geometría y procesos de diseño, permitiendo obtener así mejoras sustanciales tanto
en temas de capacidad vehicular como grandes logros en temas de reducción de
accidentalidad. Su avance y refinación ha sido tal que en el Manual Práctico sobre
Glorietas - Aplicación y diseño (2009) se indica no construir más rotondas
convencionales y a aquellas existentes actualizarlas al nuevo modelo.
45 (Google Earth, 2006)
67
7.5.2 TIPOS DE TURBOGLORIETAS
De acuerdo a la clasificación dada por el profesor Lambertus Fortuijn, las
turboglorietas pueden tener varios diseños en función de: la cantidad de ramales
de entrada y salida, la cantidad de carriles y la capacidad requerida para una
intersección.
Dentro de las turboglorietas reconocidas se encuentran los siguientes tipos:
ovoide, básica, rótula, espiral y estrella o rotor. Las tres primeras se recomiendan
para intersecciones que tienen un flujo de tráfico dominante, mientras que las dos
últimas son recomendadas para intersecciones con flujos de tráfico similares
entre carriles.
Tabla 12 Alternativas geométricas de turboglorietas
Tipos de Turboglorietas de acuerdo a la cantidad de ramales
Cuatro Ramales Tres ramales
Tipo Ovoide – Capacidad 2800 - 3500 Veh/h Existe un flujo vehicular principal y uno secundario con un solo carril de entrada
68
Tipo Básico – Capacidad 3500 – 4000 Veh/h Existe un flujo vehicular principal y uno secundario con dos carriles de entrada
Tipo Espiral – Capacidad 4000 – 4500 Veh/h Existe un flujo vehicular principal y uno secundario con ramales separados
69
Tipo Estrella o Rotor – Capacidad 4500 en adelante Veh/h Existe un flujo vehicular principal y uno secundario con tres carriles de acceso
Para este último caso la turboglorieta tipo estrella o rotor de tres ramales es considerada no funcional, debido a que no cumple con el requisito de diseño referente a no ceder el paso a más de dos carriles de la calzada giratoria.
Fuente: Fortuijn, Lambertus. Turbo Roundabouts. Design principles and safety performance 46
Dentro de los múltiples beneficios de este novedoso elemento vial se destaca la
disminución en los puntos de conflicto al abordar la calzada giratoria y la imposibilidad
de cambiar de carril una vez se ha ingresado a la misma, favoreciendo la reducción
en la probabilidad de colisión por choque lateral.
Para determinar la selección del tipo de turboglorieta a implementar se deben tener
en cuenta los siguientes factores:
● Volúmenes máximos en la intersección.
● Vehículos de diseño.
● Demora de transición promedio dentro de la turboglorieta.
● Cantidad de accesos o ramales y espacio de la intersección.
● Costos.
46 (Fortuijn, 1996)
70
Sin embargo la misma clasificación puede ser vista de una manera más sencilla tal
como se muestra en la siguiente ilustración:
Ilustración 24 Clasificación turboglorietas
Fuente: Manual diseño geométrico de Turborotondas 47
7.5.3 DISEÑO DEL TURBO BLOQUE
El turbo bloque es una plantilla inicial elaborada que sirve como base fundamental
para la proyección de la Turboglorieta; consta de 4 pares de arcos implantados desde
un eje principal llamado línea de traslación. Dichos arcos cuyos radios son mayores
de manera consecutiva (R1, R2, R3 y R4), están ubicados de forma tal que R1 y R2
47 (Manual de Diseño Geométrico de Turboglorietas, 2015)
71
forman el carril interno del anillo de circulación de la Turboglorieta mientras que R3 y
R4 el carril externo de dicho elemento, tal como se muestra en la ilustración 25.
Ilustración 25 Plantilla inicial del turbo bloque
Fuente: Manual diseño geométrico de Turborotondas 48
Los arcos circulares R1 y R2 representan el borde interno y externo del carril
circulatorio interno L1, mientras que los arcos circulares R3 y R4 representan el borde
interno y externo del carril circulatorio externo L2. Para proyectar los arcos que
conforman los carriles es necesario establecer 4 centros sobre la línea de traslación,
dos a cada lado del centro geométrico CG de forma equidistante (ver Ilustración 25),
la distancia entre los centros externos se conoce como Δv representando los centros
48 (Manual de Diseño Geométrico de Turboglorietas, 2015)
72
de los arcos R1 y la distancia de los centros internos se conoce como Δu
representando el centro de los arcos R2, R3 y R4.
Es importante resaltar que los arcos deben tener cierta correspondencia en un lado
del eje de traslación con respecto a los arcos del otro lado del eje, es decir que el
punto donde se intersecta el arco interno con el eje de traslación deberá ser el mismo
punto donde comienza el arco externo al otro lado del eje.
Acorde a especificaciones técnicas holandesas, se deberá escoger el turbo bloque
que favorezca a la velocidad en una mayor medida. La selección del radio de la
glorieta se debe hacer teniendo como referencia las dimensiones de la isleta divisoria
donde se indica que para un ancho de 3 m se tendrá un radio en la glorieta interior
de 12 m y cuando el ancho de la isleta divisoria sea de 7 m el radio deberá ser de 15
m. La aplicación de radios con menor proporción se hará únicamente en casos con
limitaciones de espacio reducidas de igual forma la aplicación de radios de mayor
proporción se hará cuando las condiciones de tráfico lo exijan.
Tabla 13 Dimensiones de radios de giro en diseño de turboglorietas
Fuente: Manual diseño geométrico de Turborotondas 49
49 (Manual de Diseño Geométrico de Turboglorietas, 2015)
73
7.5.4 ISLA CENTRAL
La isla central se compone de dos elementos que han sido tomados de diferente
forma de acuerdo al lugar de aplicación: el delantal transitable y la zona central no
transitable. En Holanda el delantal transitable debe tener un ancho mínimo de 5 m y
es usado para que los vehículos de más de 22 m puedan efectuar maniobras de una
manera adecuada en el carril interior y sin posibilidad de abordar la zona no
transitable; la zona no transitable para este país tiene un uso que está enfocado a la
señalización que impida mostrar el horizonte. En Croacia, Serbia y Eslovenia se
solicita un ancho en el delantal transitable que no supere los 2.5 m y su uso está
relacionado con aplicación de vehículos de emergencia.
Ilustración 26 Delantal con inicio recto y espiral
Fuente: Manual diseño geométrico de Turborotondas 50
El delantal transitable se puede diseñar recto (inicio plano) o también puede tener la
forma de espiral, aunque esta última tiene la desventaja de ser menos intuitiva entre
50 (Manual de Diseño Geométrico de Turboglorietas, 2015)
74
los conductores. Es importante resaltar que la forma del delantal transitable repercute
de manera significativa en la velocidad de conducción, resultando ser un indicador
clave en temas de accidentalidad o seguridad de tráfico en las turborotondas.
7.5.5 DIVISORES DE CARRIL
De acuerdo con Fortuijn es recomendable instalar divisores de carriles montables
elevados que servirán para que el usuario pueda realizar maniobras sobre ellos sin
la posibilidad de sufrir daños, pero al mismo tiempo con la molestia suficiente para
que no se vuelva a repetir la acción. La investigación de Fortuijn reveló que las
dimensiones óptimas de los divisores de carril deberían ser de 30 cm de ancho y una
altura de 7 cm.
Ilustración 27 Dimensiones inicio divisor direccional elevado
Fuente: Manual diseño geométrico de Turborotondas 51
51 (Manual de Diseño Geométrico de Turboglorietas, 2015)
75
De acuerdo con las directrices holandesas, la longitud estándar del recorrido a través
del divisor de carril montable es de 4 m. Acorde a directrices croatas y eslovenas las
longitudes del divisor de carril dependen únicamente de la dimensión del barrido
generado por el vehículo crítico de diseño a la entrada del carril interno o externo.
Este enfoque de diseño es sustancialmente mejor, porque el diseñador puede elegir
una longitud arbitraria que se ajuste con precisión a la trayectoria de barrido del
vehículo de diseño, y al mismo tiempo impiden el tejido en la calzada circulatoria.
La anchura del carril de entrada depende de la trayectoria de barrido del vehículo de
diseño, de los radios de la trayectoria circulatoria proyectados y del ancho de los
divisores de carril.
7.5.6 TRAYECTORIA DE BARRIDO HORIZONTAL
Las directrices croatas, serbias y eslovenas señalan la necesidad de impedir que
durante el barrido horizontal del vehículo de diseño al realizar un giro crítico este no
alcance el divisor direccional, ni rastree el delantal central transitable de montaje
elevado; únicamente es permitido montar el inicio direccional el cual permite el
ingreso y salida de los carriles giratorios. En Holanda se recomienda el anterior
comportamiento sin embargo no es de obligatorio cumplimiento lo que abre la
posibilidad de invadir el carril giratorio en una mínima parte cuando este posea
dimensiones reducidas o espacio reducido.
El radio de ruta de entrada es el parámetro de partida cuando se entra a analizar la
trayectoria de barrido horizontal, siendo el recomendado por directrices holandesas,
de 12 m. De acuerdo con parámetros croatas, serbios y eslovenos cuando un
vehículo ingresa al carril de circulación interno se debe aplicar un radio de 20 m
mientras que al ingresar el vehículo al carril circulatorio externo el radio que se debe
aplicar es de 12 m.
76
Ilustración 28 Radios de entrada al carril circulatorio interno
Fuente: Manual diseño geométrico de Turborotondas 52
Dentro del análisis de trayectoria de barrido hay una limitación adicional que se refiere
al libre movimiento entre vehículos simultáneos, se trata de un espacio libre lateral
entre vehículos que en Alemania, Serbia y Eslovenia se mantiene en una dimensión
de 1 metro pensando en un factor de seguridad adicional para evitar choques
laterales proporcionando además la movilidad suficiente al vehículo largo
permitiéndole mantener su dirección., mientras que las directrices croatas establecen
criterios más permisibles estableciendo libre movimiento en un rango entre 0.50 y
0.30 metros, sin embargo sugiere establecer un ancho de carril exterior adicional de
1 metro generando intersecciones giratorias con mayores y así mismo con mayores
dimensiones. Holanda por su parte no considera esta proporción ya que lo considera
como una pérdida de área del proyecto.
El análisis de la trayectoria de barrido simple realizado en una turborotonda de
tamaño regular con un automóvil tipo liviano de las regulaciones holandesas mostró
52 (Manual de Diseño Geométrico de Turboglorietas, 2015)
77
que el espacio libre de 1 m no siempre garantiza el paso sin obstáculos de un
automóvil tipo liviano mientras se conduce directamente en una turborotonda sobre
los bordes exteriores de la calzada.
7.5.7 ANÁLISIS DE VELOCIDAD DEL VEHÍCULO EN EL CAMINO MÁS RÁPIDO.
Para realizar un adecuado análisis de velocidades se debe considerar el vehículo que
genere la mayor velocidad en el carril que genere la línea más recta posible dentro
de la intersección en ausencia total de otros vehículos y en el caso de no respetar las
señales establecidas en el elemento de control.
En la ilustración 29 se muestra el diagrama que debe ser adaptado para realizar el
análisis de velocidades con el vehículo liviano en los movimientos anteriormente
descritos.
Ilustración 29 Análisis de velocidad del vehículo en el camino más rápido
Fuente: Manual diseño geométrico de Turborotondas 53
De acuerdo con las directrices mencionadas, la velocidad del vehículo en la ruta más
rápida se encuentra definida por el procedimiento anterior y se puede calcular
mediante la implementación de la siguiente ecuación:
53 (Manual de Diseño Geométrico de Turboglorietas, 2015)
78
𝑉 = 7.4 ∗ √𝑅
Dónde:
V = Velocidad del vehículo en el camino más rápido (km / h)
R = Radio del camino más rápido (m).
Las recomendaciones dadas por el manual para el diseño de turboglorietas respecto
a la velocidad máxima permitida dentro de este análisis son las que se muestran en
la tabla 14.
Tabla 14 Directrices para velocidades máximas recomendadas
DIRECTRIZ VELOCIDADES RECOMENDADAS
(Km/h)
Holandesa 37 - 40
Croata, Serbia, Eslovena 35 - 37
Fuente: Manual diseño geométrico de Turborotondas 54
7.5.8 COMPROBACIÓN DEL MODELO
De acuerdo con las especificaciones holandesas, eslovenas, croatas y serbias, luego
de completar el modelo con todas sus dimensiones debe efectuarse un análisis de
barrido del vehículo de diseño, considerando las velocidades más altas generadas
dentro del proceso. Si esta actividad demuestra que el modelo construido cumple con
todos los requerimientos de velocidad de barrido y de la velocidad más rápida del
vehículo el diseño estará concluido, mientras que si demuestra lo contrario se
deberán replantear las dimensiones de la Turboglorieta para lograr así el
cumplimiento de dichos requisitos.
54 (Manual de Diseño Geométrico de Turboglorietas, 2015)
79
7.5.9 ELEMENTOS CARACTERÍSTICOS
Los elementos físicos que representan una turboglorieta son los que se describen a
continuación, cada uno debe ajustarse a los parámetros de diseño elaborados por los
autores toda vez que representan la geometría para un turbo bloque tipo ovoide que
servirán más adelante para poder determinar el alcance presupuestal para este tipo
de obras:
Ilustración 30 Características turboglorieta
Fuente: Las turbo rotondas55
1. La isleta central debe tener un desfase de su circunferencia, generando una
forma de turbina para que los vehículos ingresen de manera adecuada y
puedan ser direccionados.
55 (Autonoción, 2015)
80
2. En los ramales donde la vía tenga un mayor nivel de funcionalidad respecto a
los demás se debe garantizar la existencia de mínimo dos carriles giratorios
sobre éstos.
3. La demarcación debe ir en forma de espiral.
4. Es recomendable que existan bordillos, tachones, estoperoles o boyas
remontables para la separación de los carriles.
5. Al menos un carril de giro debe permitir la continuidad en la turboglorieta o su
salida.
6. Al menos dos ramales de salida deben tener dos carriles de salida
7. Los ramales de entrada deben estar intersectar perpendicularmente a los
carriles de la calzada giratoria.
8. La señalización debe ubicarse horizontalmente.
9. Los espacios adicionales en la isleta central y los axiales de la turboglorieta
proporcionan una superficie de conducción adicional para vehículos
pesados56, en este caso los delantales remontables.
7.5.10 CARACTERÍSTICAS OPERACIONALES
Para que la turboglorieta tenga un óptimo y adecuado funcionamiento de debe tener
en cuenta los siguientes criterios operacionales:
56 (Transoft, 2015)
81
El usuario deberá seleccionar anticipadamente sobre el ramal de entrada el
carril que debe tomar para la salida deseada, ya que una vez ingrese a la
intersección el carril giratorio lo llevará a la salida que tiene asignada, por
ejemplo, si un vehículo toma el carril exterior y éste quiere realizar un giro a la
izquierda, no podrá ya que éste únicamente está diseñado para girar a la
derecha.
Este tipo de control en una intersección requiere para su funcionamiento
adaptar las mismas condiciones de ingreso que las glorietas tradicionales,
donde los vehículos que ingresan a la turboglorieta deben ceder el paso a los
vehículos que transitan por el anillo de circulación y como se mencionó
anteriormente el paso debe cederse únicamente a máximo dos carriles por
acceso.
No es permitido el fenómeno de trenzado al interior de la intersección debido
a la implementación de separadores o divisores físicos que ayudan al
direccionamiento de los vehículos al transitar sobre la turboglorieta, diferente
al modelo tradicional donde la división entre carriles se daba únicamente por
demarcación.
Los vehículos que transitan por los ramales donde la vía tenga un menor nivel
de funcionalidad respecto a los demás, siempre y de manera obligatoria deben
ceder el paso para poder ingresar al carril de circulación, hasta encontrar un
espacio entre vehículos que garantice una entrada segura.
Los usuarios deben respetar la velocidad máxima de ingreso a la turboglorieta
con el fin de evitar volcamientos, colisiones o maniobras que pongan en riesgo
la seguridad de los demás vehículos que transiten sobre ella.
82
7.5.11 APORTES A NIVEL INTERNACIONAL
A continuación se presenta un consolidado con los avances más representativos
sobre el diseño e implementación de turboglorietas a nivel internacional, que
demuestra sus beneficios y mejoras respecto al modelo inicial dado en Holanda:
7.5.11.1 HOLANDA
En 1996 el Profesor Lambertus G. H. Fortuijn, fundador de este modelo de
solución vial, presenta el estudio “Turboglorietas: principios de diseño y
desempeño de seguridad”57, que con su implementación en más de 70 casos
sustenta claramente la importancia de este modelo para reducir los porcentajes
de accidentalidad en hasta un 80%. Dicho estudio sustenta la idea del profesor
de suprimir el entrecruzamiento entre vehículos por la calzada giratoria,
direccionando carriles por medio de separaciones físicas, lo que
ineluctablemente conlleva a una disminución en la velocidad de manera
sustancial.
7.5.11.2 BÉLGICA
De acuerdo a la investigación desarrollada en el año 2003 por los Profesores
Isaak Yperman y Ben Immer, se determinó por medio del Software para
microsimiulación denominado Paramics, la capacidad de una turboglorieta de
dos carriles, la cual arrojó un aumento aproximado en su capacidad del 12%
con respecto al modelo tradicional.
57 (Transport and Planning Department)
83
7.5.11.3 SUDÁFRICA
En 2007 se desarrolla un estudio a cargo de los Profesores J.C. Engelsman y
M. Uken, en el que se revelan estadísticas alentadoras en términos de
seguridad vial donde se evidencia una reducción en lesiones graves de hasta
un 70%.
7.5.11.4 ALEMANIA
En 2008 bajo la dirección del profesor Werner Brilon se presenta la conferencia
anual sobre glorietas del Transportation Research Board, exponiendo la
experiencia de las turboglorietas implantadas en Alemania, citando como ejemplo
la ciudad de Baden – Baden donde se evidenció la ausencia de separadores
físicos remontables en la calzada giratoria con el manejo de tráfico peatonal y
ciclista por medio de un puente peatonal, obteniendo un uso aproximado en el
carril externo e interno del 60% y 40% respectivamente. Dicha investigación
permitió obtener las siguientes conclusiones:
Con demandas bajas en la vía secundaria se pueden obtener mayores
volúmenes en la vía principal.
La circulación tanto de los peatones como de los ciclistas no debería permitirse
a nivel.
En el estudio no se presentan accidentes letales, solamente colisiones leves
debidas a las bajas velocidades.
7.5.11.5 ESPAÑA
El aporte de este país se dio del análisis de la turboglorieta instaurada en el
Poblado de Grado (Asturias), donde se comprobó al inicio que representaba un
modelo confuso para los usuarios, ya que a pesar de la señalización y por
84
mantener los carriles demarcados y no separados los usuarios continuaron
realizando maniobras de entrecruzamientos o ignorando por completo los
carriles de circulación, siguiendo en línea recta. El beneficio saltó a la vista
mediante la implementación de jornadas de sensibilización con policías de
tránsito pudiendo obtener al fin aumentos en la capacidad de volúmenes
máximos vehiculares equivalentes para una hora. Esto se traduce en un
aumento del factor de familiaridad (experiencia y el confort de los usuarios),
factor que incide directamente en la capacidad debido a la reducción de
conflictos.
85
8. METODOLOGÍA DE TRABAJO
8.1 IMPLEMENTACIÓN DE TURBOGLORIETA EN INTERSECCIÓN AVENIDA
AUTOPISTA MEDELLÍN VÍAS SUBACHOQUE (PUENTE PIEDRA)
A continuación se presenta el desarrollo y análisis de la información objeto de
estudio, con la que se lograron los objetivos propuestos dentro del presente
trabajo de grado, resultados obtenidos y conclusiones finales.
8.2 LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO
8.2.1 LOCALIZACIÓN
Ilustración 31 Intersección del kilómetro 13 Autopista Medellín con la vía Subachoque (Glorieta Puente Piedra)
Fuente: Propia
86
8.2.2 RECONOCIMIENTO EN CAMPO
Antes de iniciar con el levantamiento y armar los equipos se realizó un reconocimiento
en campo a toda la zona del proyecto, analizando la topografía existente para definir
la referenciación geográfica del proyecto, la implantación de puntos de control
(deltas), las características del terreno y cada detalle a levantar, se estableció que la
metodología para llevar a cabo el levantamiento fue método convencional con
estación total.
Se evidenció de acuerdo a lo contemplado dentro del manual de diseño geométrico
de carreteras del Instituto Nacional de Vías que de acuerdo a las características
propias de la intersección la vía principal siendo esta la autopista Medellín está
considerada como una vía primaria con tipología plana, mientras que para el caso de
los accesos Madrid y Subachoque, son considerados de tipo secundarios debido a
que las carreteras se encuentran en afirmado y pavimento respectivamente,
desembocando en la vía primaria, igualmente son consideradas de tipología plana.
8.2.3 LEVANTAMIENTO
Se materializaron dos (2) puntos de arranque, uno (1) donde se armó la estación
topográfica y el otro donde se tomó línea. Para la armada de la estación, el equipo
se ubicó sobre el mojón materializado, se niveló y se dejó listo para iniciar la toma de
detalles.
Posteriormente se realizó la configuración de la estación total electrónica con la cual
se radio los puntos de todos los elementos relevantes de la zona, dicha información
obtenida se fue grabando en la memoria del equipo hasta levantar la totalidad de
puntos requeridos para la elaboración de la planimetría de la zona de estudio junto
con los detalles relevantes.
87
Se instaló luego un tercer mojón para realizar un cambio de estación debido a que
desde el primer punto no se alcanzó a radiar todos los detalles, finalmente la estación
total guardó automáticamente toda la información con la cual se radiaron los puntos
de todos los elementos relevantes de la zona para la elaboración de la planimetría
de la zona de estudio.
8.2.4 DESCARGA DE DATOS
Para la descarga de los datos de la estación, fue necesaria la instalación del software
Topcon tools, una vez instalado el programa para poder realizar adecuadamente la
descarga de la información en su menú se eligió la opción de recibir datos
seleccionando el puerto donde tenemos conectada la estación al computador,
obteniendo la información del levantamiento realizado.
Los puntos levantados se abren automáticamente en el programa Topcon tools
donde aparece la cartera de radiación, en el menú de la parte superior en el icono
calcular, se pidió ingresar las coordenadas norte este y cota del mojón 1 donde se
armó la estación y del mojón 2 donde se tomó la línea, el software automáticamente
calcula el resto de coordenadas. Con la cartera calculada guardamos el archivo en
Excel separado por comas.
8.2.5 ELABORACIÓN DE PLANOS TOPOGRÁFICOS
La información obtenida en campo se procesó por medio del programa AutoCAD
Civil, en el icono que dice herramientas buscamos una opción que dice ingresar
puntos de topografía, procediendo así a dibujar uniendo con líneas cada punto
levantado, con el mismo nombre hasta crear un dibujo similar al terreno.
Luego de elaborar el dibujo se crean las curvas de nivel, mediante la opción crear
superficie, con ello procedemos a exportar el dibujo de civil 3D a Autocad simple con
88
el fin de poder mejorar colores, textos, grosores de líneas, crear contornos para así
llegar a la planimetría del levantamiento topográfico (planta y perfil).
Los planos topográficos se elaboraron en AUTOCAD Versión 2018 y éstos contienen:
● Vías y caminos existentes.
● Empalmes superficiales con accesos a viviendas, andenes, vías, drenajes y
construcciones existentes.
● Cercas y muros divisorios.
● Canales principales y vallados.
● Redes de servicios existentes (pozos, cajas de energía y de teléfonos, postes,
etc).
● Arborización y en si todos los elementos físicos que conforman el globo total y
sus alrededores.
● Secciones transversales.
● Cuadrícula de nivelación del terreno (generación curvas de nivel).
89
8.2.6 REGISTRO FOTOGRÁFICO:
Tabla 15 Relación registro fotográfico general
Instalación de la estación Radiación de puntos en glorieta
Radiación ancho de calzadas Radiación detalles
Fuente: Propia
8.2.7 CARTERA TOPOGRÁFICA: ANEXO AL DOCUMENTO.
90
8.2.8 PLANIMETRÍA
8.2.8.1 LEVANTAMIENTO VISTA PLANTA
Ilustración 32 Plano levantamiento topográfico glorieta puente piedra
Fuente: Propia
ANEXO AL DOCUMENTO.
91
8.2.8.2 LEVANTAMIENTO PERFILES VIALES
Ilustración 33 Perfil sección 1A a 1B
Fuente: Propia
Ilustración 34 Perfil sección 2A a 2B
Fuente: Propia
Ilustración 35 Perfil sección 3A a 3B
Fuente: Propia
92
Ilustración 36 Perfil sección 4A a 4B
Fuente: Propia
8.3 AFORO VEHICULAR
Ilustración 37 Glorieta Puente Piedra
Fuente: Google Maps
93
Para la presente investigación se realizó un aforo manual sobre la glorieta de estudio
de tipo intersección de acuerdo a la clasificación dada en la tabla 1. Para su
proceder se efectuó inicialmente una visita a la zona de estudio donde se
reconocieron las características propias del elemento tales como: movimientos
direccionales, tipología vehicular y condiciones climáticas. Esta recolección de
información fue la base esencial para definir los formatos (ver ilustración 39), modo
de trabajo en campo y otros recursos tales como elementos de seguridad del
personal. El posicionamiento del personal se efectuó sobre el puente peatonal
aledaño a la intersección el cual brindó una ubicación panorámica adecuada para el
conteo exacto de los vehículos que transitaron por allí.
Ilustración 38 Glorieta existente
Fuente: Propia
Dicho conteo se realizó el día 29 de septiembre del año 2018 y fue apoyado con
grabaciones de video en lapsos de 15 minutos desde las 6:00 a.m hasta las 9:00 p.m
que para la fecha fue un día típico, obteniendo información actualizada del flujo
vehicular en la zona de estudio y de igual forma garantizó la obtención del mayor
volumen de vehículos en una hora pico, dato indispensable para la elección del tipo
de turboglorieta a implementar.
94
Ilustración 39 Formato de Aforo Manual
Fuente: Propia
Una de las principales variables que influyen directamente en el diseño de una
turboglorieta es el tránsito, puesto que depende básicamente del volumen vehicular
que transita sobre cada uno de los ramales de entrada a la intersección,
proporcionando con ello un parámetro decisivo para elegir el tipo de plantilla de
diseño según su capacidad, los resultados de los conteos y su proyección se
encuentran resumidos en la siguiente tabla:
Tabla 16 Consolidado aforo manual
Intersección Autopista Medellín - Vía Subachoque
Perí
od
o
de
tiem
po
Inte
rva
lo
ho
rari
o
LIV
IAN
O
BU
S
C2
>C
2
MO
TO
S
BIC
ICL
ET
AS
N°
veh
/15
min
Vo
lum
en
(Veh
/ho
ra)
06:00 - 06:15 -
272,00
36,00
38,00
20,00
270,00
39,00
675,00
06:15 - 06:30 -
254,00
60,00
30,00
22,00
302,00
44,00
712,00
95
06:30 - 06:45 -
225,00
56,00
30,00
19,00
179,00
44,00
553,00
06:45 - 07:00 06:00 - 07:00
209,00
33,00
28,00
15,00
167,00
46,00
498,00
2.438,00
07:00 - 07:15 06:15 - 07:15
223,00
37,00
35,00
13,00
149,00
36,00
493,00
2.256,00
07:15 - 07:30 06:30 - 07:30
215,00
36,00
24,00
22,00
134,00
46,00
477,00
2.021,00
07:30 - 07:45 06:45 - 07:45
183,00
14,00
35,00
9,00
44,00
20,00
305,00
1.773,00
07:45- 08:00 07:00 - 8:00
186,00
23,00
31,00
21,00
68,00
20,00
349,00
1.624,00
08:00 - 08:15 07:15 - 08:15
191,00
20,00
26,00
12,00
53,00
15,00
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1.448,00
08:15 - 08:30 07:30 - 08:30
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22,00
36,00
14,00
44,00
26,00
321,00
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19,00
31,00
12,00
42,00
19,00
322,00
1.309,00
08:45 - 09:00 08:00 - 09:00
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14,00
8,00
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1.227,00
09:00 - 09:15 08:15 - 09:15
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23,00
31,00
16,00
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19,00
304,00
1.214,00
09:15 - 09:30 08:30 - 09:30
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18,00
37,00
19,00
38,00
16,00
300,00
1.193,00
09:30 - 09:45 08:45 - 09:45
198,00
16,00
35,00
16,00
51,00
5,00
321,00
1.192,00
09:45 - 10:00 09:00 - 10:00
195,00
22,00
33,00
16,00
49,00
13,00
328,00
1.253,00
10:00 - 10:15 09:15 - 10:15
206,00
19,00
54,00
20,00
41,00
24,00
364,00
1.313,00
10:15 - 10:30 09:30 - 10:30
222,00
23,00
38,00
44,00
52,00
20,00
399,00
1.412,00
10:30 - 10:45 09:45 - 10:45
192,00
20,00
43,00
33,00
51,00
16,00
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1.446,00
10:45 - 11:00 10:00 - 11:00
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18,00
37,00
43,00
52,00
14,00
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1.484,00
11:00 - 11:15 10:15 - 11:15
192,00
23,00
36,00
35,00
36,00
9,00
331,00
1.451,00
11:15 - 11:30 10:30 - 11:30
209,00
20,00
41,00
44,00
40,00
18,00
372,00
1.424,00
11:30 - 11:45 10:45 - 11:45
191,00
16,00
36,00
26,00
36,00
4,00
309,00
1.378,00
11:45 - 12:00 11:00 - 12:00
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14,00
36,00
17,00
42,00
5,00
289,00
1.301,00
12:00 - 12:15 11:15 - 12:15
188,00
14,00
34,00
18,00
45,00
7,00
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1.276,00
12:15 - 12:30 11:30 - 12:30
196,00
16,00
42,00
21,00
46,00
1,00
322,00
1.226,00
12:30 - 12:45 11:45 - 12:45
185,00
15,00
26,00
20,00
49,00
3,00
298,00
1.215,00
12:45 - 13:00 12:00 - 13:00
163,00
16,00
21,00
16,00
50,00
1,00
267,00
1.193,00
13:00 - 13:15 12:15 - 13:15
163,00
14,00
28,00
13,00
48,00
11,00
277,00
1.164,00
13:15 - 13:30 12:30 - 13:30
150,00
12,00
18,00
21,00
49,00
6,00
256,00
1.098,00
13:30 - 13:45 12:45 - 13:45
133,00
15,00
28,00
18,00
60,00
16,00
270,00
1.070,00
13:45 - 14:00 13:00 - 14:00
145,00
16,00
20,00
20,00
57,00
26,00
284,00
1.087,00
14:00 - 14:15 13:15 - 14:15
125,00
18,00
26,00
13,00
42,00
12,00
236,00
1.046,00
14:15 - 14:30 13:30 - 14:30
129,00
12,00
28,00
16,00
47,00
13,00
245,00
1.035,00
96
14:30 - 14:45 13:45 - 14:45
108,00
13,00
15,00
9,00
46,00
27,00
218,00
983,00
14:45 - 15:00 14:00 - 15:00
99,00
12,00
25,00
15,00
45,00
18,00
214,00
913,00
15:00 - 15:15 14:15 - 15:15
113,00
19,00
30,00
15,00
41,00
-
218,00
895,00
15:15 - 15:30 14:30 - 15:30
110,00
17,00
30,00
14,00
45,00
3,00
219,00
869,00
15:30 - 15:45 14:45 - 15:45
106,00
12,00
28,00
13,00
43,00
4,00
206,00
857,00
15:45 - 16:00 15:00 - 16:00
110,00
15,00
26,00
13,00
44,00
3,00
211,00
854,00
16:00 - 16:15 15:15 - 16:15
110,00
13,00
32,00
17,00
50,00
1,00
223,00
859,00
16:15 - 16:30 15:30 - 16:30
124,00
16,00
28,00
20,00
48,00
-
236,00
876,00
16:30 - 16:45 15:45 - 16:45
135,00
18,00
27,00
13,00
62,00
-
255,00
925,00
16:45 - 17:00 16:00 - 17:00
151,00
19,00
26,00
11,00
93,00
4,00
304,00
1.018,00
17:00 - 17:15 16:15 - 17:15
183,00
22,00
29,00
17,00
137,00
5,00
393,00
1.188,00
17:15 - 17:30 16:30 - 17:30
248,00
28,00
27,00
16,00
171,00
3,00
493,00
1.445,00
17:30 - 17:45 16:45 - 17:45
292,00
31,00
32,00
14,00
197,00
9,00
575,00
1.765,00
17:45 - 18:00 17:00 - 18:00
274,00
30,00
30,00
14,00
209,00
5,00
562,00
2.023,00
18:00 - 18:15 17:15 - 18:15
239,00
48,00
31,00
26,00
337,00
1,00
682,00
2.312,00
18:15 - 18:30 17:30 - 18:30
241,00
72,00
33,00
28,00
384,00
3,00
761,00
2.580,00
18:30 - 18:45 17:45 - 18:45
200,00
63,00
27,00
23,00
254,00
4,00
571,00
2.576,00
18:45 - 19:00 18:00 - 19:00
206,00
41,00
32,00
24,00
246,00
7,00
556,00
2.570,00
19:00 - 19:15 18:15 - 19:15
184,00
47,00
28,00
24,00
219,00
1,00
503,00
2.391,00
19:15 - 19:30 18:30 - 19:30
230,00
47,00
30,00
33,00
209,00
1,00
550,00
2.180,00
19:30 - 19:45 18:45 - 19:45
166,00
27,00
21,00
22,00
122,00
1,00
359,00
1.968,00
19:45 - 20:00 19:00 - 20:00
161,00
32,00
18,00
21,00
133,00
-
365,00
1.777,00
20:00- 20:15 19:15 - 20:15
140,00
27,00
24,00
11,00
93,00
-
295,00
1.569,00
20:15 - 20:30 19:30 - 20:30
135,00
28,00
19,00
13,00
73,00
-
268,00
1.287,00
20:30 - 20:45 19:45 - 20:45
131,00
20,00
21,00
8,00
55,00
-
235,00
1.163,00
20:45 - 21:00 20:00 - 21:00
105,00
15,00
20,00
6,00
45,00
-
191,00
989,00
Σ
10.704,00
1.491,00
1.775,00
1.132,00
5.929,00
720,00
21.751,00
2.580,00
%
49,21
6,85
8,16
5,20
27,26
3,31
854,00
Fuente: Propia
97
8.3.1 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
De acuerdo a los datos obtenidos se realizaron los cálculos correspondientes para
obtener los volúmenes vehiculares por hora según los datos relacionados en la tabla
No. 16, con los que se pudo obtener el factor hora pico por acceso, para poder llegar
a la siguiente información:
8.3.2 CONTEO VEHICULAR
Se realizó el conteo vehicular por medio del formato anteriormente establecido y
consolidando la información en el anexo denominado “Base de datos” el cual contiene
la información relevante respecto a la nomenclatura de intersecciones tomando como
norte el acceso La vega – Bogotá y teniendo la totalidad del conteo realizado por
tipología de vehículos y cantidad de movimientos.
Sucesivamente se procedió a consolidar el conteo total por periodos de 15 minutos
para la totalidad de los movimientos tal como se muestra en la tabla 17, esta
información es relevante ya que permite conocer la cantidad de vehículos mixtos por
cada 15 min y el volumen vehicular por hora, base esencial para el cálculo del
volumen máximo por hora y factor hora pico, cálculos que se muestran más adelante:
Tabla 17 Consolidado por periodos de 15 minutos y movimientos.
Etiquetas de fila
Suma de LIVIANO
Suma de BUS
Suma de C2
Suma de >C2
Suma de MOTOS
Suma de BICICLETAS
06:00 - 06:15 272 36 38 20 270 39
06:15 - 06:30 254 60 30 22 302 44
06:30 - 06:45 225 56 30 19 179 44
06:45 - 07:00 209 33 28 15 167 46
07:00 - 07:15 223 37 35 13 149 36
07:15 - 07:30 215 36 24 22 134 46
07:30 - 07:45 183 14 35 9 44 20
07:45- 08:00 186 23 31 21 68 20
98
08:00 - 08:15 191 20 26 12 53 15
08:15 - 08:30 179 22 36 14 44 26
08:30 - 08:45 199 19 31 12 42 19
08:45 - 09:00 170 23 14 8 46 6
09:00 - 09:15 166 23 31 16 49 19
09:15 - 09:30 172 18 37 19 38 16
09:30 - 09:45 198 16 35 16 51 5
09:45 - 10:00 195 22 33 16 49 13
10:00 - 10:15 206 19 54 20 41 24
10:15 - 10:30 222 23 38 44 52 20
10:30 - 10:45 192 20 43 33 51 16
10:45 - 11:00 202 18 37 43 52 14
11:00 - 11:15 192 23 36 35 36 9
11:15 - 11:30 209 20 41 44 40 18
11:30 - 11:45 191 16 36 26 36 4
11:45 - 12:00 175 14 36 17 42 5
12:00 - 12:15 188 14 34 18 45 7
12:15 - 12:30 196 16 42 21 46 1
12:30 - 12:45 185 15 26 20 49 3
12:45 - 13:00 163 16 21 16 50 1
13:00 - 13:15 163 14 28 13 48 11
13:15 - 13:30 150 12 18 21 49 6
13:30 - 13:45 133 15 28 18 60 16
13:45 - 14:00 145 16 20 20 57 26
14:00 - 14:15 125 18 26 13 42 12
14:15 - 14:30 129 12 28 16 47 13
14:30 - 14:45 108 13 15 9 46 27
14:45 - 15:00 99 12 25 15 45 18
15:00 - 15:15 113 19 30 15 41 0
15:15 - 15:30 110 17 30 14 45 3
15:30 - 15:45 106 12 28 13 43 4
15:45 - 16:00 110 15 26 13 44 3
16:00 - 16:15 110 13 32 17 50 1
16:15 - 16:30 124 16 28 20 48 0
16:30 - 16:45 135 18 27 13 62 0
16:45 - 17:00 151 19 26 11 93 4
17:00 - 17:15 183 22 29 17 137 5
17:15 - 17:30 248 28 27 16 171 3
17:30 - 17:45 292 31 32 14 197 9
17:45 - 18:00 274 30 30 14 209 5
18:00 - 18:15 239 48 31 26 337 1
18:15 - 18:30 241 72 33 28 384 3
18:30 - 18:45 200 63 27 23 254 4
18:45 - 19:00 206 41 32 24 246 7
99
19:00 - 19:15 184 47 28 24 219 1
19:15 - 19:30 230 47 30 33 209 1
19:30 - 19:45 166 27 21 22 122 1
19:45 - 20:00 161 32 18 21 133 0
20:00- 20:15 140 27 24 11 93 0
20:15 - 20:30 135 28 19 13 73 0
20:30 - 20:45 131 20 21 8 55 0
20:45 - 21:00 105 15 20 6 45 0
Total general 10704 1491 1775 1132 5929 720
Fuente: Propia
Seguido se procedió a consolidar la cantidad de vehículos por acceso, el cual permitió
identificar el acceso dominante en la intersección y así poder definir datos relevantes
para el diseño de la turboglorieta.
Tabla 18 Consolidado por acceso
Etiquetas de fila
Suma de LIVIANO
Suma de BUS
Suma de C2
Suma de >C2
Suma de MOTOS
Suma de BICICLETAS
Este 1116 172 264 120 509 17
Norte 4475 602 702 515 2306 385
Oeste 87 85 52 90 215 0
Sur 5026 632 757 407 2899 318
Total general 10704 1491 1775 1132 5929 720
Fuente: Propia
Es necesario consolidar la cantidad total de vehículos por cada uno de los
movimientos ya que estos definen los volúmenes vehiculares en los ramales de
entrada y con ellos se puede estimar la composición vehicular en la intersección,
adicionalmente con estos con esta información se puede obtener por movimiento el
volumen máximo en la hora pico estimada y con ello la variación del factor hora pico
por movimiento, los datos se relacionan en la siguiente tabla:
100
Tabla 19 Consolidado por movimientos
Etiquetas de fila
Suma de LIVIANO
Suma de BUS
Suma de C2
Suma de >C2
Suma de MOTOS
Suma de BICICLETAS
TOTAL MIXTOS
1 3974 512 634 426 2050 383 7979
2 4132 501 632 290 2505 306 8366
3 44 7 28 20 28 0 127
4 33 7 27 14 29 0 110
5 378 23 49 40 83 0 573
6 12 0 28 11 25 0 76
7 32 78 8 50 137 0 305
8 559 139 178 78 347 10 1311
10 (1) 39 27 0 38 88 0 192
10 (2) 11 12 0 40 37 0 100
10 (3) 2 0 0 1 2 0 5
10 (4) 4 0 0 0 4 0 8
9 (1) 84 40 19 11 85 2 241
9 (2) 871 119 97 66 332 12 1497
9 (3) 9 0 16 19 48 0 92
9 (4) 520 26 59 28 129 7 769
Total general 10704 1491 1775 1132 5929 720 21751
Fuente: Propia
101
8.3.3 RESULTADOS INTERSECCIÓN
Ilustración 40 Resultados intersección hora pico
Fuente: Propia
1
287 367
13 274 93 23
9(1) 1 5 10(1) 9(4) 43 56
4 13 4
8 188 201
4 10(3) 10(4) 1
79 60 7
3 19 3
26 7 9(3) 10(2) 6 2 9(2)
3 12 1131 199
1143 1330
2
86 Vía Subachoque
Vía Bogotá 1342
NORTE
Vía Vega380
Vía Madrid 244
102
Ilustración 41 Resultados intersección total día aforo
Fuente: Propia
8.3.4 CÁLCULO DE VOLÚMENES MÁXIMOS Y MÍNIMOS Y FACTOR HORA PICO
Para el cálculo de los volúmenes máximos y mínimos se consolidó el total de la
información teniendo en cuenta los datos relacionados en las tablas 17, 18 y 19,
obteniendo la cantidad de vehículos mixtos por cada 15 minutos trascurridos a lo
largo del conteo manual y con ellos la estimación del total de vehículos por cada hora,
con el fin de obtener el factor hora pico descrita en el numeral 7.2.6, permitiendo
finalmente obtener los siguientes resultados:
103
Tabla 20. Volumen máximo hora pico
Período de tiempo Intervalo horario N° veh/15 min Volumen
(Veh/hora)
06:00 - 06:15 - 675.00
06:15 - 06:30 - 712.00
06:30 - 06:45 - 553.00
06:45 - 07:00 06:00 - 07:00 498.00 2,438.00
07:00 - 07:15 06:15 - 07:15 493.00 2,256.00
07:15 - 07:30 06:30 - 07:30 477.00 2,021.00
07:30 - 07:45 06:45 - 07:45 305.00 1,773.00
07:45- 08:00 07:00 - 8:00 349.00 1,624.00
08:00 - 08:15 07:15 - 08:15 317.00 1,448.00
08:15 - 08:30 07:30 - 08:30 321.00 1,292.00
08:30 - 08:45 07:45- 008:45 322.00 1,309.00
08:45 - 09:00 08:00 - 09:00 267.00 1,227.00
09:00 - 09:15 08:15 - 09:15 304.00 1,214.00
09:15 - 09:30 08:30 - 09:30 300.00 1,193.00
09:30 - 09:45 08:45 - 09:45 321.00 1,192.00
09:45 - 10:00 09:00 - 10:00 328.00 1,253.00
10:00 - 10:15 09:15 - 10:15 364.00 1,313.00
10:15 - 10:30 09:30 - 10:30 399.00 1,412.00
10:30 - 10:45 09:45 - 10:45 355.00 1,446.00
10:45 - 11:00 10:00 - 11:00 366.00 1,484.00
11:00 - 11:15 10:15 - 11:15 331.00 1,451.00
11:15 - 11:30 10:30 - 11:30 372.00 1,424.00
11:30 - 11:45 10:45 - 11:45 309.00 1,378.00
11:45 - 12:00 11:00 - 12:00 289.00 1,301.00
12:00 - 12:15 11:15 - 12:15 306.00 1,276.00
12:15 - 12:30 11:30 - 12:30 322.00 1,226.00
12:30 - 12:45 11:45 - 12:45 298.00 1,215.00
104
12:45 - 13:00 12:00 - 13:00 267.00 1,193.00
13:00 - 13:15 12:15 - 13:15 277.00 1,164.00
13:15 - 13:30 12:30 - 13:30 256.00 1,098.00
13:30 - 13:45 12:45 - 13:45 270.00 1,070.00
13:45 - 14:00 13:00 - 14:00 284.00 1,087.00
14:00 - 14:15 13:15 - 14:15 236.00 1,046.00
14:15 - 14:30 13:30 - 14:30 245.00 1,035.00
14:30 - 14:45 13:45 - 14:45 218.00 983.00
14:45 - 15:00 14:00 - 15:00 214.00 913.00
15:00 - 15:15 14:15 - 15:15 218.00 895.00
15:15 - 15:30 14:30 - 15:30 219.00 869.00
15:30 - 15:45 14:45 - 15:45 206.00 857.00
15:45 - 16:00 15:00 - 16:00 211.00 854.00
16:00 - 16:15 15:15 - 16:15 223.00 859.00
16:15 - 16:30 15:30 - 16:30 236.00 876.00
16:30 - 16:45 15:45 - 16:45 255.00 925.00
16:45 - 17:00 16:00 - 17:00 304.00 1,018.00
17:00 - 17:15 16:15 - 17:15 393.00 1,188.00
17:15 - 17:30 16:30 - 17:30 493.00 1,445.00
17:30 - 17:45 16:45 - 17:45 575.00 1,765.00
17:45 - 18:00 17:00 - 18:00 562.00 2,023.00
18:00 - 18:15 17:15 - 18:15 682.00 2,312.00
18:15 - 18:30 17:30 - 18:30 761.00 2,580.00
18:30 - 18:45 17:45 - 18:45 571.00 2,576.00
18:45 - 19:00 18:00 - 19:00 556.00 2,570.00
19:00 - 19:15 18:15 - 19:15 503.00 2,391.00
19:15 - 19:30 18:30 - 19:30 550.00 2,180.00
19:30 - 19:45 18:45 - 19:45 359.00 1,968.00
19:45 - 20:00 19:00 - 20:00 365.00 1,777.00
20:00- 20:15 19:15 - 20:15 295.00 1,569.00
105
20:15 - 20:30 19:30 - 20:30 268.00 1,287.00
20:30 - 20:45 19:45 - 20:45 235.00 1,163.00
20:45 - 21:00 20:00 - 21:00 191.00 989.00
Fuente: Propia
Con la información que se relaciona en la tabla anterior se calcularon los siguientes
datos:
Tabla 21 Volumen máximo hora pico y FHP
DESCRIPCIÓN DATOS OBTENIDOS
Volumen vehículo / hora máximo 2580
Volumen vehículo / hora mínimo 854
Hora de mayor volumen 17:30 – 18:30
Hora de menor volumen 15:00 – 16:00
Factor Hora Pico 0.85
Fuente: Propia
De acuerdo a lo anterior y a los parámetros de diseño de una turboglorieta, la
capacidad que ocupa la intersección en su máximo volumen cumple con los
lineamientos de máxima capacidad para el diseño básico, así mismo el factor hora
pico obtenido indica que según el rango establecido no existen cargas puntuales en
los intervalos de cada 15 minutos por estar por encima de 0.25, como tampoco
representa una carga vehicular uniforme en dichos periodos por ser inferior a 1.0.
Con la información también se estimó la composición vehicular de la intersección en
general, con la que se pudo determinar el tipo de vehículo predominante siendo este
el de tipo liviano con un 49%, seguido de las motos con un 27%, C2 con 8%, buses
con 7%, >C2 con 5% y finalmente el de menor proporción las bicicletas con 4%, tal
como se muestra en la siguiente ilustración:
106
Gráfica 2 Composición vehicular general
Fuente: Propia
Así mismo se anexa la tabla en su totalidad denominada “Intersección”, con la
información completa de los datos relacionados anteriormente.
8.3.5 CÁLCULO DE VOLUMENES MÁXIMOS POR MOVIMIENTO
De la misma forma se obtuvieron los volúmenes máximos y mínimos por movimiento
en la hora pico con el fin de estimar el factor hora pico en cada uno de ellos,
verificando que estuviera dentro del rango establecido para FHP, adicionalmente se
logró obtener por acceso la composición vehicular y el flujo vehicular.
49%
7%8%
5%
27%
4%
Composición vehicular general
LIVIANO BUS C2 >C2 MOTOS BICICLETAS
107
8.3.5.1 ACCESO NORTE
Tabla 22 Volumen máximo y mínimo Acceso Norte
DESCRIPCIÓN DATOS OBTENIDOS
Volumen vehículo / hora máximo
1193
Volumen vehículo / hora mínimo
301
Factor Hora Pico 0.89
Fuente: Propia
Gráfica 3 Composición vehicular Acceso Norte
Fuente: Propia
Luego de consolidar los movimientos 1, 5, 9(1) y 10(1) se obtuvo la composición
vehicular del acceso norte según nomenclatura colombiana, obteniendo un análisis
108
general con predominancia de vehículos tipo liviano, seguido de motos, buses, >C2,
C2 y por último bicicletas.
De otra parte en el comportamiento del flujo vehicular de la gráfica 4 se puede
observar que el mayor flujo vehicular se presentó en las horas comprendidas entre
6:00 – 8:00 y entre 17:30 y 18:30, que coincide con el inicio y fin de jornada laboral y
estudiantil, de igual modo es posible ver que el vehículo liviano tiene predominancia
en dicho acceso.
Gráfica 4 Flujo Vehicular Acceso Norte
Fuente: Propia
109
8.3.5.2 ACCESO SUR
Tabla 23 Volumen máximo y mínimo Acceso Sur
DESCRIPCIÓN DATOS OBTENIDOS
Volumen vehículo / hora máximo
1193
Volumen vehículo / hora mínimo
301
Factor Hora Pico 0.89
Fuente: Propia
Gráfica 5 Composición vehicular Acceso Sur
Fuente: Propia
Luego de consolidar los movimientos 2, 6, 9(2) y 10(2) se obtuvo la composición
vehicular del acceso sur según nomenclatura colombiana, obteniendo un análisis
110
general con predominancia de vehículos tipo liviano, seguido de motos, >C2, C2,
buses y por último bicicletas.
De otra parte en el comportamiento del flujo vehicular de la gráfica 6 se puede
observar que el mayor flujo vehicular se presentó en las horas comprendidas entre
6:00 – 8:00 y entre 17:30 y 19:00, que coincide con el inicio y fin de jornada laboral y
estudiantil, de igual modo es posible ver que el vehículo liviano tiene predominancia
en dicho acceso.
Gráfica 6 Flujo Vehicular Acceso Sur
Fuente: Propia
111
8.3.5.3 ACCESO OESTE
Tabla 24 Volumen máximo y mínimo Acceso Oeste
DESCRIPCIÓN DATOS OBTENIDOS
Volumen vehículo / hora máximo
105
Volumen vehículo / hora mínimo
14
Factor Hora Pico 0.80
Fuente: Propia
Gráfica 7 Composición vehicular Acceso Oeste
Fuente: Propia
Luego de consolidar los movimientos 3, 7, 9(3) y 10(3) se obtuvo la composición
vehicular del acceso Oeste según nomenclatura colombiana, obteniendo un análisis
112
general con predominancia de motos, seguido de livianos, >C2, C2, buses y por
último bicicletas.
De otra parte en el comportamiento del flujo vehicular de la gráfica 8 se puede
observar que el mayor flujo vehicular se presentó en las horas comprendidas entre
6:00 – 8:00 y entre 18:30 y 20:30, que coincide con el inicio y fin de jornada laboral y
estudiantil, de igual modo es posible ver que las motos tienen predominancia en dicho
acceso.
Gráfica 8 Flujo Vehicular Acceso Oeste
Fuente: Propia
113
8.3.5.4 ACCESO ESTE
Tabla 25 Volumen máximo y mínimo Acceso Este
DESCRIPCIÓN DATOS OBTENIDOS
Volumen vehículo / hora máximo
292
Volumen vehículo / hora mínimo
80
Factor Hora Pico 0.52
Fuente: Propia
Gráfica 9 Composición vehicular Acceso Este
Fuente: Propia
Luego de consolidar los movimientos 4, 8, 9(4) y 10(4) se obtuvo la composición
vehicular del acceso Este según nomenclatura colombiana, obteniendo un análisis
114
general con predominancia de vehículos tipo liviano, seguido de motos, C2, >C2,
buses y por último bicicletas.
De otra parte en el comportamiento del flujo vehicular de la gráfica 10 se puede
observar que el mayor flujo vehicular se presentó en las horas comprendidas entre
6:00 – 8:00 y entre 17:30 y 19:00, que coincide con el inicio y fin de jornada laboral y
estudiantil, de igual modo es posible ver que el vehículo liviano tiene predominancia
en dicho acceso.
Gráfica 10 Flujo Vehicular Acceso Este
Fuente: Propia
115
8.3.6 COMPOSICIÓN VEHICULAR POR MOVIMIENTOS
8.3.6.1 MOVIMIENTO 1
En el sentido la Vega – Bogotá, se pudo evidenciar que la predominancia según
la composición vehicular estuvo demarcada por vehículos tipo liviano con un
49.81%. (Ver gráfica 10).
Gráfica 11 Composición vehicular movimiento 1
Fuente: Propia
8.3.6.2 MOVIMIENTO 2
En el sentido la Bogotá – Vega, se pudo evidenciar que la predominancia según
la composición vehicular de igual forma que el movimiento uno (1), estuvo
demarcada por vehículos tipo liviano con un 49.39%. (Ver gráfica 12).
116
Gráfica 12 Composición vehicular movimiento 2
Fuente: Propia
8.3.6.3 MOVIMIENTO 3
En el sentido la Madrid- Subachoque, se pudo evidenciar que la predominancia
según la composición vehicular de igual forma que los movimientos anteriores,
estuvo demarcada por vehículos tipo liviano con un 34.65%, seguido de manera
importante por motos y C2 con un porcentaje del 22.05% respectivamente. (Ver
gráfica 13).
Gráfica 13 Composición vehicular movimiento 3
Fuente: Propia
117
8.3.6.4 MOVIMIENTO 4
En el sentido la Subachoque - Madrid, se pudo evidenciar que la predominancia
según la composición vehicular de igual forma que los movimientos anteriores,
estuvo demarcada por vehículos tipo liviano con un 30.00%, aproximados a la
cantidad de motos con un 26.36% y C2 con un porcentaje del 24.55%. (Ver
gráfica 14)
Gráfica 14 Composición vehicular movimiento 4
Fuente: Propia
8.3.6.5 MOVIMIENTO 5
En el sentido la Vega - Subachoque, se pudo evidenciar que la predominancia
según la composición vehicular estuvo demarcada por vehículos tipo liviano con
un 65.97%. (Ver gráfica 15).
118
Gráfica 15 Composición vehicular movimiento 5
Fuente: Propia
8.3.6.6 MOVIMIENTO 6
En el sentido la Bogotá - Madrid, se pudo evidenciar que la predominancia
según la composición vehicular estuvo demarcada por vehículos tipo C2 con un
36.84%, seguido de manera importante por los vehículos livianos con un
32.89%. (Ver gráfica 16).
Gráfica 16 Composición vehicular movimiento 6
Fuente: Propia
119
8.3.6.7 MOVIMIENTO 7
En el sentido la Madrid – Vega, se pudo evidenciar que la predominancia según
la composición vehicular estuvo demarcada por vehículos tipo liviano con un
44.92%. (Ver gráfica 17).
Gráfica 17 Composición vehicular movimiento 7
Fuente: Propia
8.3.6.8 MOVIMIENTO 8
En el sentido la Subachoque – Bogotá, se pudo evidenciar que la predominancia
según la composición vehicular estuvo demarcada por vehículos tipo liviano con
un 42.64%. (Ver gráfica 18).
120
Gráfica 18 Composición vehicular movimiento 8
Fuente: Propia
8.3.6.9 MOVIMIENTO 9 (1)
En el sentido la Vega - Madrid, se pudo evidenciar que estuvo demarcada por
motos con un 35.27%, con un porcentaje muy cercano de vehículos tipo liviano
con un 34.85%. (Ver gráfica 19).
Gráfica 19 Composición vehicular movimiento 9 (1)
Fuente: Propia
121
8.3.6.10 MOVIMIENTO 9 (2)
En el sentido la Bogotá - Subachoque, se pudo evidenciar que la predominancia
según la composición vehicular estuvo demarcada por vehículos tipo liviano con
un 58.18%. (Ver gráfica 20).
Gráfica 20 Composición vehicular movimiento 9 (2)
Fuente: Propia
8.3.6.11 MOVIMIENTO 9 (3)
En el sentido la Madrid - Bogotá, se pudo evidenciar que la predominancia
según la composición vehicular estuvo demarcada por motos con un 52.17%.
(Ver gráfica 21).
122
Gráfica 21 Composición vehicular movimiento 9 (3)
Fuente: Propia
8.3.6.12 MOVIMIENTO 9 (4)
En el sentido la Subachoque - Vega, se pudo evidenciar que la predominancia
según la composición vehicular estuvo demarcada por vehículos tipo liviano con
un 67.62%. (Ver gráfica 22).
Gráfica 22 Composición vehicular movimiento 9 (4)
Fuente: Propia
123
8.3.6.13 MOVIMIENTO 10 (1)
En el sentido la Vega - Vega, se pudo evidenciar que la predominancia según
la composición vehicular de igual forma que los movimientos anteriores, estuvo
demarcada por motos con un 45.83%, y en la mitad de su proporción los
vehículos livianos con una participación del 20.31% y >C2 con un porcentaje del
19.79%. (Ver gráfica 23).
Gráfica 23 Composición vehicular movimiento 10 (1)
Fuente: Propia
8.3.6.14 MOVIMIENTO 10 (2)
En el sentido la Bogotá - Bogotá, se pudo evidenciar que la predominancia
según la composición vehicular, estuvo demarcada por >C2 con un 40.80%,
seguido de motos con un porcentaje del 37.00%. (Ver gráfica 24).
124
Gráfica 24 Composición vehicular movimiento 10 (2)
Fuente: Propia
8.3.6.15 MOVIMIENTO 10 (3)
En el sentido la Madrid - Madrid, se pudo evidenciar que hubo porcentajes
iguales en composición vehicular respecto a los vehículos de tipo liviano y motos
con un porcentaje del 40.00% respectivamente. (Ver gráfica 25).
Gráfica 25 Composición vehicular movimiento 10 (3)
Fuente: Propia
125
8.3.6.16 MOVIMIENTO 10 (4)
En el sentido la Subachoque - Subachoque, se pudo evidenciar que hubo
porcentajes iguales en composición vehicular respecto a los vehículos de tipo
liviano y motos con un porcentaje del 50.00% respectivamente. (Ver gráfica 26).
Gráfica 26 Composición vehicular movimiento 10 (4)
Fuente: Propia
8.3.7 VOLUMEN HORA PICO POR MOVIMIENTO
Se presenta la consolidación de los volúmenes hora pico, teniendo en cuenta que el
factor hora pico calculado se basó en la hora comprendida entre las 17:30 a 18:30,
en donde se presentó el mayor flujo vehicular durante el día, extrayendo la
información de los volúmenes en ese periodo de tiempo en cada uno de los
movimientos, obteniendo la siguiente información y análisis de los resultados:
126
Gráfica 27 Volumen hora pico por movimiento
Fuente: Propia
De acuerdo a lo anterior se puede evidenciar que el movimiento dos (2) obtuvo para
el conteo el mayor volumen vehicular entre todos los movimientos descritos en la
nomenclatura, predominando los vehículos de tipo liviano y motos, así mismo se
puede contemplar que el pico presentado para dicho movimiento representa una
distribución direccional ya que el aforo se realizó en un día típico siendo este un
viernes, que por lo general aduce la salida de vehículos de la ciudad de Bogotá por
el inicio del fin de semana.
-
200.00
400.00
600.00
800.00
1,000.00
1,200.00
Veh
ícu
los
/ H
ora
Movimiento
VOLÚMEN HORA PICO POR MOVIMIENTO
BICICLETAS
MOTOS
>C2
C2
BUS
LIVIANO
127
8.3.8 VOLÚMENES DE TRÁNSITO FUTURO
Con el fin de obtener el volumen del tránsito futuro, se aplicaron los conceptos
establecidos para el cálculo por medio del método aritmético, el cual establece que
puede ser obtenido a partir de una tasa o rata de crecimiento para el parque
automotor, dicha información se sustrajo del informe “Situación Automotriz 2018”
realizado por el banco BBVA, de acuerdo a las cifras de ventas de vehículos nuevos
y usados durante los últimos cinco (5) años adicionalmente con la proyección al año
2019.
Así mismo dicho método establece que para el cálculo del tránsito futuro es necesario
obtener o calcular el tránsito actual, dato que se obtuvo por medio del conteo manual
vehicular, calculando los volúmenes máximos en la hora pico, dichos datos se
relacionan nuevamente con el fin de estimar la capacidad para quince (15) años de
diseño.
Gráfica 28 Tasa de crecimiento parque automotor en la ciudad de Bogotá
Fuente: (Téllez, 2018) BBVA Research, Fenalco, ANDI58 Situación Automotriz 2018 59
59 (Téllez, 2018)
128
Según la cifras publicadas en el informe realizado por el banco BBVA, se tomó en
cuenta la tasa de crecimiento para el año en curso, toda vez que dicho porcentaje
está basado en un estudio de compras reales para los años 2017 y 2018,
despreciando la proyección para el año 2019, ya que solamente es un estimado que
no tiene en cuenta información de ventas reales.
A continuación se relaciona el cálculo del tránsito futuro por el método aritmético:
8.3.8.1 TRÁNSITO FUTURO POR MÉTODO ARITMÉTICO
TF = TA (1 + ni)
DONDE:
TF TRÁNSITO FUTURO
TA TRÁNSITO ACTUAL
n NÚMERO DE AÑOS
i TASA O RATA DE CRECIMIENTO
DATOS:
TA 21751 vehículos mixtos / día / todos los
sentidos
n 15 años
i 0.023 %
CÁLCULOS:
TF 29255.095 vehículos mixtos / día / todos los
sentidos
El tránsito futuro obtenido fue de 29255.095 vehículos/mixtos/día/todos los sentidos
y según estimación de los autores, para este tránsito el volumen máximo en la hora
pico aproximado es del 11.86% sobre el total del TF, lo que arroja un valor de 3469.65
129
vehículos, cumpliendo con la capacidad máxima de 3500 vehículos/hora que tiene
una turboglorieta tipo ovoide.
8.4 NIVEL DE SERVICIO ACTUAL
De acuerdo a la tabla 1 VELOCIDADES EN Km/h QUE DETERMINAN LOS NIVELES
DE SERVICIO POR TIPO DE TERRENO (Vc), del Manual de capacidad y niveles de
servicio, la intersección o la zona de estudio se encuentra clasificada en el nivel de
servicio E, toda vez que la velocidad máxima permitida en este corredor vial es de 50
km/h 3 kilómetros antes del ingreso a la intersección y según la clasificación para el
nivel de servicio E las velocidades oscilan entre 42 y 52 km/h para un tipo de vía
plana.
8.5 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA (Dp)
De acuerdo a las características propias de la vía existente, su rasante se
encuentra en un nivel con pendiente de cero grados y pavimentada,
adicionalmente según trazado existente la velocidad máxima permitida se
encuentra establecida en 30 km/h justo en el punto donde el conductor puede
observar la señalización de ingreso a la intersección o glorieta existente, que para
este caso aplica como su próximo obstáculo, en este sentido y de acuerdo a la
tabla 7 las distancias para dicha velocidad son las siguientes:
Tabla 26 Distancia de visibilidad de parada (Dp) para el diseño de la turboglorieta.
VELOCIDAD ESPECÍFICA Ve
DISTANCIA PERCEPCIÓN -
REACCIÓN
DISTANCIA DURANTE EL FRENADO A
NIVEL
DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA
(Km/h) (m) (m) CALCULADA (m) REDONDEADA
(M)
30 20.9 10.3 31.2 35
Fuente: Propia
130
8.6 DISEÑO DE TURBOGLORIETA
8.6.1 CARACTERIZACIÓN
De acuerdo al análisis de la caracterización de la intersección de estudio según lo
establecido en el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del INVIAS, el punto
de control cuenta con cuatro ramales de entrada, uno de los flujos representa una vía
primaria con dos carriles de entrada y el otro a una vía secundaria con un solo carril
de entrada.
Según la clasificación del profesor Lambertus en su manual de diseño de
Turboglorietas y de acuerdo al estudio de tránsito realizado el tipo de Turboglorieta
seleccionada fue de tipo ovoide, toda vez que el tránsito futuro no superó la capacidad
de 3500 veh/hora en la hora pico según información relacionada en la tabla 12,
además las características físicas de los ramales coinciden con este tipo de
turboglorieta ya que sus ramales de entrada principales cuentan con dos carriles
mientras que los secundarios cuentan con solo uno, cumpliendo con los parámetros
establecidos para la aplicación de este modelo.
8.6.2 VEHICULO DE DISEÑO SELECCIONADO
Basados en la clasificación dada por el Ministerio de Transporte según resolución
4100 del 28 de Diciembre de 2004, la selección se realizó tomando los vehículos que
generaran las condiciones más críticas para el diseño de la turboglorieta de acuerdo
al estudio de tránsito para cada ramal de entrada.
Según la nomenclatura del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del Instituto
Nacional de Vías la categoría de los vehículos de diseño electos fueron: el 3S2
(tractocamión de tres (3) ejes con semirremolque de dos (2) ejes) para los ramales
pertenecientes a la vía principal, Bus grande para la vía que entra desde Subachoque
- Cundinamarca y el camión categoría 3 (camión de 3 ejes dobletroque) para la vía
131
que entra desde Madrid – Cundinamarca. Dichos vehículos generan un ancho de
barrido mayor a los demás vehículos establecidos, garantizando un diseño adecuado
y conforme a los espacios máximos que puede tener la intersección giratoria en una
vía primaria y secundaria.
Las Dimensiones y trayectoria de giro para los vehículos seleccionados son las
mostradas en la ilustración 8, 10 y 11 del presente documento.
8.6.3 DISEÑO MANUAL DEL TURBO BLOQUE
Una vez establecido el tipo de Turboglorieta a implementar se procedió a realizar la
elección de las dimensiones del Turbo bloque (ver ilustración 42) que se ajustaran a
los espacios dados por la topografía existente, que para el caso las más adecuadas
eran las del tipo “Medium” definidas en la tabla 13, así mismo fue de suma importancia
establecer el vehículo crítico o vehículo de diseño según estudio de tránsito, que por
sus características propias como anchos de barrido, ancho total y longitud total
conllevaron a la elección del diseño turbo bloque.
Para este caso el tipo de Turbo bloque estuvo definido por las siguientes
dimensiones:
Tabla 27 Elementos del Turbo bloque de diseño
ELEMENTO DIMENSIÓN (m)
R1 14.95
R2 20.00
R3 20.30
R4 25.25
L1 5.11
L2 4.95
∆u 4.95
∆v 5.15
132
Fuente: Propia
Ilustración 42 Diseño definitivo del Turbo bloque
Fuente: Propia
8.6.3.1 ISLA CENTRAL
De acuerdo a los parámetros establecidos dentro del manual de diseño de
Turboglorietas relacionados en la tabla 13 y a las dimensiones dadas por la
topografía existente se realizó el diseño del turbo bloque resaltando elementos
tales como la isleta central con delantal remontable, carril interno, divisor
direccional remontable y carril externo, combinando los radios recomendados por
el profesor Lambertus Fotuijn en su manual, tomando los parámetros
recomendados para el diseño holandés, Esloveco y Sueco que adaptan las
condiciones geométricas del diseño en intersecciones colombianas.
133
Se realizan las recomendaciones del material en el que deben ir los elementos
mencionados para el turbo bloque según criterios de los autores:
Tabla 28 Materiales recomendados para elementos en turboglorieta
ELEMENTO MATERIAL
ISLA CENTRAL – NO TRANSITABLE Césped a nivel del sardinel
SARDINEL DE ISLA CENTRAL Concreto h=15 cm e=12 cm
DELANTAL REMONTABLE Concreto estampado
CARRIL INTERNO Pavimento flexible (Existente)
DIVISOR DIRECCIONAL REMONTABLE Bordillos
CARRIL EXTERNO Pavimento flexible (Existente)
Fuente: Propia
En la ilustración 43 se muestran cada uno de los elementos que conforman el
turbo bloque diseñado, con el fin de que se puedan identificar fácilmente en el
diseño definitivo realizado por los autores:
Ilustración 43 Isla central del Turbo bloque
Fuente: Propia
134
8.6.3.1 INICIO REMONTABLE DE DIVISOR DIRECCIONAL
De acuerdo a los parámetros para el diseño del turbo bloque, se establecieron
anteriormente las medidas para los radios R2 y R3, la diferencia entre ambos
marca el ancho del divisor direccional elevado o remontable.
Cuando los vehículos ingresan a la turboglorieta es necesario realizar el diseño
de inicio del divisor direccional, ya que este tiene como función principal tener en
cuenta el ancho de barrido del vehículo de diseño para una condición crítica al
momento de ingresar al carril interno de la turboglorieta.
Se adoptan las recomendaciones del manual de diseño de turboglorietas, para el
inicio del divisor direccional, tomando las directrices holandeses y eslovenas,
adaptando dicho elemento a una longitud de 4 m y con ancho de 1 m al inicio del
bordillo remontable, que servirá de separador físico entre carriles en el diseño
implementado.
Ilustración 44 Diseño de inicio de divisor direccional remontable
Fuente: Propia
135
8.6.4 DISEÑO 2D EN SOFTWARE TORUS
Como segundo parámetro contemplado en el presente documento, el diseño del
turbo bloque se realizó en el software recomendado por los autores (TORUS 05.1
EDUCATIONAL), obtenido mediante el siguiente licenciamiento estudiantil con
propósitos de desarrollo de la investigación:
Tabla 29 Licenciamiento TORUS 05.1
TORUS 05.1 EDUCATIONAL SINGLE USER LICENSE
Número de licencia 55463
Tipo de licencia Autónoma
Clave del CD 9A5E-GXSZ-7YQA-72EB-QN9G
Expiración de MAP 01/31/2019
Fuente: Propia
Una vez instalado el software, validado su licenciamiento y establecido todo el estudio
de tránsito junto al levantamiento topográfico, se procedió al diseño del turbo bloque
iniciando el programa, el cual es un complemento del aplicativo AutoCad según la
versión instalada en el equipo donde se vaya a desarrollar el diseño. En la siguiente
imagen se muestra la pantalla de inicio, indicando la pestaña de navegación de
TORUS con sus herramientas para el diseño del turbo bloque:
136
Ilustración 45 TORUS – herramientas de diseño
Fuente: TORUS 05.1 EDUCATIONAL60
El diseño se inicia configurando las unidades del proyecto para lo cual se recurre al
icono de “Program Settings” ubicado en la parte superior izquierda. Seguido en la
ventana que parece en “Select Category” y en la opción “general” se dota de las
propiedades deseadas, para este caso puntual se configuró al sistema internacional.
Ilustración 46 Ajustes del Programa
Fuente: TORUS 05.1 EDUCATIONAL61
60 (Transoft Solutions Inc. ) 61 (Transoft Solutions Inc. )
137
Seguido de lo anterior se procedió a incorporar el plano topográfico elaborado en
Autocad y se trazó en el centro de la intersección dos líneas cruzadas que
representaron el eje de la vía primaria (Autopista Medellín) y secundaria (Vía
Subachoque), con el fin de que el programa pudiera detectar los 4 ramales existentes,
tal como se muestra en la siguiente ilustración:
Ilustración 47 Trazado de ejes en levantamiento topográfico
Fuente: Propia
Una vez trazados los ejes se procedió a la generación del turbo bloque mediante el
uso de la herramienta “Roundabout Wizard” (Asistente de instalación de Glorietas)
138
ubicado en el panel “Generate” de TORUS tal como se muestra en la siguiente
ilustración:
Ilustración 48 Herramienta Roundabout Wizard
Fuente: TORUS 05.1 EDUCATIONAL62
Entre las opciones que proporciona la herramienta “Roundabout Wizard” se
encuentra la de elegir el tipo de dispositivo de control, esto se realiza en el panel de
“Roundabout Type”, en donde para este proyecto en particular se eligió “Vehicle
Envelopes Design Method”, dando click en la opción “Turbo Roundabout”. Seguido
de lo anterior se proporcionó la información de la cantidad de ramales presentes en
la intersección con la opción “General Configuration” ingresando su totalidad en la
62 (Transoft Solutions Inc. )
139
casilla desplegable “legs”, que para este caso en particular se trataba de cuatro
ramales convergiendo a la glorieta existente, una vez culminado este proceso
seleccionar “Next”.
Ilustración 4930 Selección de ramales
Fuente: TORUS 05.1 EDUCATIONAL63
En la ilustración 49 se muestra la ventana de opciones “Select Legs”, donde se
seleccionó el par de ejes trazados anteriormente descritos sobre el plano topográfico,
con el fin de que el software detecte automáticamente los 4 ramales de la
intersección. Una vez culminado este proceso seleccionar “Next”, devolviendo un
turbo bloque instaurado en el eje de la intersección, el cual debe ser actualizado de
acuerdo al tipo de turboglorieta seleccionada tras el estudio de tránsito, esto se
realiza mediante la siguiente ventana de opciones:
63 (Transoft Solutions Inc. )
140
Ilustración 50 Tipos de plantillas Turboglorietas
Fuente: TORUS 05.1 EDUCATIONAL64
En la ilustración 50 se muestra la ventana “Roundabout Template” donde se puede
elegir el tipo de plantilla de turboglorietas disponibles, que para el presente caso de
estudio se eligió una tipo “Egg” (Ovoide), que responde al cálculo de la capacidad
respecto al volumen máximo en una hora pico resultado del estudio de tránsito
realizado en la glorieta existente.
Una vez culminado este proceso y tras seleccionar “Next, se dio inicio a la ventana
“Orientation” donde fue posible conseguir la orientación de la turboglorieta teniendo
en cuenta el acceso donde el flujo era principal, esto se debe realizar acorde a las
condiciones existentes de la intersección; dicha ventana da la posibilidad de
64 (Transoft Solutions Inc. )
141
desplegar un listado de opciones donde se debe elegir el tipo de turboglorieta
dependiendo la cantidad de accesos y forma del delantal remontable según criterio
del diseñador, para conformar el turbo bloque definitivo.
Dicho listado muestra los turbo bloques predefinidos por el software, encontrando
que no cuenta con la totalidad de tipologías establecidas en la tabla 13 para
intersecciones con dos ejes comprendidas dentro del manual de diseño geométrico
de turboglorietas. Debido a lo anterior se tomó la decisión de realizar el diseño del
turbo bloque bajo la única condición aproximada disponible en dos ejes, para lo cual
la opción fue “V&W 2009 2 Axes 12m”.
Ilustración 51 Orientación del Turbo bloque
Fuente: TORUS 05.1 EDUCATIONAL65
65 (Transoft Solutions Inc. )
142
En la ilustración 51 se muestra la opción elegida para el diseño del turbo bloque
para finalmente rotarlo mediante las opciones mostradas en la ilustración 52 y así
conseguir que coincida con el patrón de flujo de tráfico.
Ilustración 52 Ventana “Orientación”
Fuente: TORUS 05.1 EDUCATIONAL66
Finalmente el software TORUS modela el turbo bloque acorde a las
características que se han ingresado anteriormente, cumpliendo con los
parámetros establecidos en la AASHTO y representa la tipología regular que
establece la tabla 13 del manual de diseño de turboglorietas (Ver ilustración 53).
66 (Transoft Solutions Inc. )
143
Ilustración 53 Turbo bloque definitivo
Fuente: TORUS 05.1 EDUCATIONAL67
8.6.5 ANÁLISIS DE MODELOS
Una vez consideradas las dimensiones de manera aproximada de las trayectorias de
barrido del vehículo de diseño (3S2) establecidas en el Manual de Diseño Geométrico
de Carreteras del Instituto Nacional de Vías (INVIAS), y tras realizar la superposición
del modelo manual contra el modelo en 2D TORUS (ver ilustración 54), se logró
identificar que el ancho del carril exterior es insuficiente para ambos modelos, por lo
que se procedió a realizar adaptaciones para el definir un bosquejo que permitiera
realizar el análisis de barrido del vehículo de diseño en la intersección, con el que
más adelante se presenta el diseño definitivo que responde a las condiciones tanto
topográficas como de maniobrabilidad de los vehículos.
67 (Transoft Solutions Inc. )
144
Ilustración 54 Superposición de modelo manual y TORUS
Fuente: Propia
Donde:
Tabla 31 Convenciones superposición turbo bloques
DISEÑO CAPA
TURBO BLOQUE MANUAL ROJO
TURBO BLOQUE TORUS 2D AZUL
Fuente: Propia
Una vez elaborada la superposición de los modelos, se analizó que ambos modelos
no superaron las condiciones de espacio máximo dados por la topografía de la
glorieta existente ya que esta fue la base de adecuación del nuevo diseño, así mismo
145
se evidenció que la turboglorieta de tamaño regular generada por TORUS al tener
una isleta central con un desfase de aproximadamente 2 metros respecto a la de
tamaño Medium obtenida de manera manual, permitió determinar que dicha
diferencia podría ser adaptada en un delantal remontable en el carril exterior con el
que podía garantizar las trayectorias de barrido generadas por el vehículo de diseño
crítico, por lo tanto se procedió a adoptar las dimensiones del R1, R2, R3 y R4 de la
turboglorieta tipo ovoide tamaño “Regular” dadas por TORUS, y se combinó con el
R4 de la turboglorieta tipo ovoide tamaño “Medium” permitiendo sugerir por parte de
los autores un radio adicional denominado R5 y así usarlo como delantales
remontables en carril exterior.
A continuación en la ilustración 55 se presenta la consolidación de los dos modelos
con las medidas de los radios definitivos y elementos que conforman el bosquejo con
el que se realizó el análisis de barrido y posterior diseño final.
Ilustración 55 Elementos de Turbo bloque consolidado
Fuente: Propia
146
8.6.6 ANÁLISIS DE BARRIDO
Tras haber obtenido el bosquejo final con respecto al consolidado del modelo manual
contra el obtenido mediante TORUS, se procede a realizar el análisis de barrido en
cada uno de los movimientos el cual fue facilitado mediante la implementación del
aplicativo AutoTURN, software recomendado por los autores (AutoTURN Pro 10.2
EDUCATIONAL), obtenido mediante el siguiente licenciamiento estudiantil con
propósitos de desarrollo de la investigación:
Tabla 32 Licenciamiento AutoTURN Pro 10.2
TORUS 05.1 EDUCATIONAL SINGLE USER LICENSE
Número de licencia 55462
Tipo de licencia Autónoma
Clave del CD 9ATD-UGB4-SUDZ-D5U6-BQ9A
Expiración de MAP 01/31/2019
Fuente: Propia
Una vez instalado el software, validado su licenciamiento y establecidos los vehículos
de diseño según estudio de tránsito junto a la superposición de los turbo bloques, se
procedió a la simulación de las trayectorias de barrido para definir el diseño de la
turboglorieta final. Para lo anterior es necesario iniciar el programa, el cual es un
complemento del aplicativo AutoCad según la versión instalada en el equipo donde
se vaya a desarrollar la simulación.
En la siguiente imagen se muestra la pantalla de inicio, indicando la pestaña de
navegación de AutoTURN Pro 10.2 con las herramientas para la simulación de la
trayectoria de barrido en el turbo bloque:
147
Ilustración 56 AutoTURN Pro – herramientas de diseño
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 EDUCATIONAL 68
Para poder realizar la simulación se inició configurando las unidades del proyecto
para lo cual se recurrió al icono de “Program Settings” ubicado en la parte superior
izquierda. Seguido en la ventana “Select Category” y en la opción “general” se dotó
de las propiedades requeridas, para este caso puntual se configuró al sistema
internacional.
Ilustración 57 Ajustes del Programa
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 EDUCATIONAL 69
68 (Transoft Solutions Inc. ) 69 (Transoft Solutions Inc. )
148
Seguido de lo anterior se procedió a incorporar el bosquejo resultado de la
superposición antes elaborada en Autocad y se configuraron los vehículos de diseño
electos según estudio de tránsito de acuerdo a la normativa vigente aplicable en
Colombia (AASTHO) y parámetros del manual de diseño geométrico de carreteras
del Instituto Nacional de Vías (INVIAS); dichos criterios se encuentra incorporados en
el software y su selección se hizo de la siguiente manera:
Ilustración 58 Selección del vehículo de diseño
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 EDUCATIONAL 70
70 (Transoft Solutions Inc. )
149
En el panel “configure” demarcado en la ilustración 58 con el círculo rojo, se
seleccionó la opción “vehicles” la cual abrió una ventana llamada “Select current
vehicle” y en el menú “Group vehicles by” se escogió la opción que más convenía
según el filtro que se deseó aplicar, siendo “country” la opción para el presente
estudio debido a que el aplicativo maneja la normativa de los vehículos de buena
parte del mundo y el interés de este proyecto se enfoca para Colombia.
Para el caso de Colombia desplegó el listado de los vehículos oficialmente
patentados para el diseño de vías en el país, de acuerdo a la normativa vigente que
se muestra en la ilustración 60, información que fue posible de constatar por medio
del icono “i” de la ilustración 59.
Ilustración 59 Icono para extracción de normatividad para vehículo de diseño
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 EDUCATIONAL 71
71 (Transoft Solutions Inc. )
150
Ilustración 60 Información de normativa para vehículo de diseño
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 EDUCATIONAL 72
Para este caso en particular los vehículos a utilizar en la simulación de la trayectoria
de barrido fueron los siguientes:
Tabla 33 Vehículos de diseño elegidos
NOMBRE VEHÍCULO ILUSTRACIÓN
BUS GRANDE
72 (Transoft Solutions Inc. )
151
CAMIÓN CATEGORÍA 3
CAMIÓN 3S2
Fuente: Propia
Luego de establecer el vehículo de diseño para la simulación de barrido, se
aplicaron las condiciones dando click en el botón “ok” y se procedió a insertar el
vehículo dentro del bosquejo anteriormente obtenido accediendo a la opción “2D
Arc Path” contenido en el panel “2D Smarth Paths”, ver ilustración 61.
152
Ilustración 61 Inserción del vehículo de diseño
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 EDUCATIONAL 73
Luego del anterior proceso en la ventana “SmartPath Tools” se seleccionó el
botón con la flecha negra, el cual permitió alinear el vehículo a la geometría
establecida en el bosquejo, siendo necesario seleccionar una polilínea que se
encontraba alineada con el eje de la vía donde se pretendió simular la trayectoria
de barrido. Una vez seleccionado se desplazó el cursor en la dirección en la que
se pretendió que el vehículo realizara la maniobra.
73 (Transoft Solutions Inc. )
153
Ilustración 62 Direccionamiento del vehículo para barrido
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 EDUCATIONAL 74
Al efectuar la anterior acción automáticamente el software incorporó al modelo el
vehículo seleccionado con el que se realizó la maniobra que se deseaba evaluar
que para este caso en particular fue el barrido dentro del bosquejo del turbo
bloque.
Se posicionó el vehículo de tal forma que su ubicación representó el inicio de la
trayectoria y se direccionó manualmente de acuerdo a criterio propio, respecto a
la velocidad inicial y su trayectoria, lo anterior quiere decir que se deben simular
las trayectorias de la manera en que se indica dentro del presente documento en
el numeral 7.5.6.
En la ilustración 63 se muestra el panel de configuración con el que se realizó la
simulación completa para la trayectoria de barrido del vehículo de diseño
seleccionado, adecuando velocidad según las necesidades presentadas y
geometría de la vía a evaluar:
74 (Transoft Solutions Inc. )
154
Ilustración 63 Panel de configuración de trayectoria
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 EDUCATIONAL 75
A continuación y tras haber efectuado el anterior procedimiento para cada uno de los
movimientos, se presentan cada uno de éstos los cuales fueron evaluados y se
presentan posteriormente, con ellos se estimó la base para definir los elementos
definitivos en el diseño final:
75 (Transoft Solutions Inc. )
155
8.6.6.1 MOVIMIENTO 1
Ilustración 64 Trayectoria de barrido Camión 3S2
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 76
8.6.6.2 MOVIMIENTO 2
Ilustración 65 Trayectoria de barrido Camión 3S2
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 77
76 (Transoft Solutions Inc. ) 77 (Transoft Solutions Inc. )
156
8.6.6.3 MOVIMIENTO 3
Ilustración 66 Trayectoria de barrido Camión categoría 3
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 78
8.6.6.4 MOVIMIENTO 4
Ilustración 67 Trayectoria de barrido Bus grande
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 79
78 (Transoft Solutions Inc. ) 79 (Transoft Solutions Inc. )
157
8.6.6.5 MOVIMIENTO 5
Ilustración 68 Trayectoria de barrido Camión 3S2
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 80
8.6.6.6 MOVIMIENTO 6
Ilustración 69 Trayectoria de barrido Camión 3S2
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 81
80 (Transoft Solutions Inc. ) 81 (Transoft Solutions Inc. )
158
8.6.6.7 MOVIMIENTO 7
Ilustración 70 Trayectoria de barrido Camión categoría 3
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 82
8.6.6.8 MOVIMIENTO 8
Ilustración 71 Trayectoria de barrido Bus grande
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 83
82 (Transoft Solutions Inc. ) 83 (Transoft Solutions Inc. )
159
8.6.6.9 MOVIMIENTO 9 (1)
Ilustración 72 Trayectoria de barrido Camión 3S2
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 84
8.6.6.10 MOVIMIENTO 9 (2)
Ilustración 73 Trayectoria de barrido Camión 3S2
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 85
84 (Transoft Solutions Inc. ) 85 (Transoft Solutions Inc. )
160
8.6.6.11 MOVIMIENTO 9 (3)
Ilustración 74 Trayectoria de barrido Camión categoría 3
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 86
8.6.6.12 MOVIMIENTO 9 (4)
Ilustración 75 Trayectoria de barrido Bus grande
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 87
86 (Transoft Solutions Inc. ) 87 (Transoft Solutions Inc. )
161
8.6.6.13 MOVIMIENTO 10 (1)
Ilustración 76 Trayectoria de barrido Camión 3S2
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 88
8.6.6.14 MOVIMIENTO 10 (2)
Ilustración 77 Trayectoria de barrido Camión 3S2
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 89
88 (Transoft Solutions Inc. ) 89 (Transoft Solutions Inc. )
162
8.6.6.15 MOVIMIENTO 10 (3)
Ilustración 78 Trayectoria de barrido Camión categoría 3
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 90
8.6.6.16 MOVIMIENTO 10 (4)
Ilustración 79 Trayectoria de barrido Bus grande
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 91
90 (Transoft Solutions Inc. ) 91 (Transoft Solutions Inc. )
163
Luego de los análisis para cada una de las trayectorias en los movimientos de la
intersección, se logró identificar las zonas invadidas por los vehículos de diseño
reconocidos en el estudio de tránsito para cada uno de los ramales de entrada,
con base en esta información recopilada fue posible establecer los puntos donde
se debía adecuar los anchos del carril para el radio R5, propuesto por los autores
como parte del nuevo diseño a implantar, con el fin de que fueran dispuestos
como delantales remontables exteriores otorgando maniobrabilidad en el carril
exterior en las condiciones más críticas, adicionalmente garantizando que el
diseño establezca los parámetros más óptimos respecto a funcionalidad y
seguridad para los usuarios, apoyados del aprovechamiento máximo del espacio
disponible según levantamiento topográfico.
Las trayectorias permitieron además establecer los puntos de conflicto generados
en el turbo bloque, puesto que la simulación en AutoTURN Pro 10.2 demarcó las
intersecciones de los barridos con elementos propios de la turboglorieta tales
como divisores direccionales, bordillos y el delantal remontable exterior
(propuesto por los autores); con la identificación de dichos conflictos se definen
nuevas pautas para el diseño definitivo que se explican más adelante con mayor
detalle
8.6.7 ISLETAS
Acorde a lo descrito en el numeral 7.4.1.2.1 se consideró el diseño de una isleta
separadora sobre el eje de la vía de orden secundario toda vez que en sus ramales
de entrada y salida los carriles no poseían separación física y de acuerdo al manual
de diseño geométrico de carreteras del INVIAS, este tipo de isletas debe ser
implementada para este caso en particular, teniendo en cuenta la longitud mínima de
treinta metros aplicados a las condiciones topográficas y considerando además los
espacios de los carriles en sus accesos. Ver ilustración 80
164
Ilustración 80 Proyección de isleta separadora
Fuente: Propia
8.6.8 ANÁLISIS DE VELOCIDADES
Con el diseño definitivo de la turboglorieta, se realizó el análisis de velocidades por
medio del método establecido en el numeral 7.5.7, mediante la implementación del
software AutoTURN Pro que generó el barrido y reporte de la velocidad máxima
alcanzada por el vehículo liviano en la trayectoria más recta de la intersección, los
reportes generados se muestran a continuación:
Tabla 34 Análisis de velocidades en turboglorieta
SENTIDO VEL. ENTRADA
Km/h VEL. EN GIRO
Km/h VEL. SALIDA
Km/h
Bogotá - Vega 30 23.4 30
Vega - Bogotá 30 26.3 30
Fuente: Propia
165
Ilustración 81 Análisis de velocidad Bogotá - Vega en carril más rápido
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 92
Ilustración 82 Análisis de velocidad Bogotá - Vega en carril más rápido
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 93
92 (Transoft Solutions Inc. ) 93 (Transoft Solutions Inc. )
166
Gráfica 29 Reporte de Velocidad y Aceleración
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 94
94 (Transoft Solutions Inc. )
167
El reporte de la simulación genera los siguientes datos:
Tabla 35 Reporte de aceleración y desaceleración
Reporte AutoTURN Pro 10.2
MDGC – MT 2008 (CO) Vehículo liviano
Acceleration 0.67 m/s2
Deceleration -3.40 m/s2
Superelevation 0.00
Lateral Friction Simulation
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 95
8.6.9 CONSOLIDADO DE DISEÑO
Tras efectuar el análisis de barrido con los vehículos de diseño mediante el aplicativo
AutoTURN PRO, se logró estimar las trayectorias que sobrepasaron las dimensiones
en una proporción aproximada de 2 metros, referenciados a partir del radio exterior
R4 estimado en el bosquejo del turbo bloque.
Este análisis permitió además definir un criterio adicional para su diseño,
contemplando el área comprendida entre el radio R4 y R5, cubriendo dichas
trayectorias que sobresalen. Lo anterior permitió elaborar un diseño que se ajustara
a tal situación, definiendo dicha área adicional como un “delantal remontable exterior”
que permita cubrir las trayectorias requeridas por los vehículos pesados con las que
se garantice que la geometría que representa una turboglorieta se mantenga, puesto
que ésta define los parámetros intuitivos para que todos los vehículos hagan uso
adecuado de sus carriles y direccionamiento.
Lo anterior garantiza que los usuarios no excedan los límites máximos de velocidad
en el ingreso, toda vez que un carril con un ancho generoso produce un efecto en el
95 (Transoft Solutions Inc. )
168
usuario que conlleva a mayores velocidades, reduciendo los parámetros referentes a
seguridad vial y direccionamiento en los carriles de giro propios de diseño.
Establecido el delantal remontable se procedió a empalmar los 4 ramales existentes
definidos en la topografía con los generados en el turbo bloque sin alterar los radios
de giro y de entrada del diseño.
Una vez definida la geometría en su totalidad se procedió a establecer los materiales
para cada uno de los elementos dentro de la turboglorieta teniendo en cuenta que
cada uno de ellos juega un papel importante respecto a funcionalidad y uso.
Tabla 36 Dimensiones de elementos de la turboglorieta.
ELEMENTO MATERIAL DIMENSIONES
Isleta tipo gota Bordillos en concreto y césped
Longitud arco exterior: 22.70 m Área: 182.3 m2
Delantales remontables Concreto estampado
Longitud arco exterior: 40 m Ancho útil: 5 m Área: 277 m2
Carril giratorio Pavimento flexible
CARRIL INTERNO Ancho útil: 5 m Longitud arco exterior: 52.50 m CARRIL EXTERNO Ancho útil: 4.85 m Longitud arco exterior: 71.60 m
Inicio de divisor direccional
Concreto estampado
Largo: 4 metros Ancho: 1 metro
Divisor direccional Bordillos reductores
Ancho: 30 cm Longitud: 23.20 m
Isleta separadora Bordillos en concreto y césped
Longitud: 30 m Radio de gota: 1 m
Demarcación Pintura de demarcación para tráfico
Ancho: 0.12m Longitud: A lo largo de la vía separada a 0.05 m del borde y elementos.
Fuente: Propia
169
En la ilustración 83 se presenta el diseño definitivo involucrando cada uno de los
elementos dimensionados, con su respectiva señalización y elementos propios de la
topografía existente ajustados dentro del modelo. El diseño se muestra con mayor
detalle dentro del anexo de planos que hacen parte del presente estudio.
Ilustración 83 Diseño final turboglorieta
Fuente: Propia
170
8.7 PRESUPUESTO
Tabla 37 Presupuesto Implantación De Turboglorieta En Intersección Glorieta Puente Piedra (Madrid - Cundinamarca)
No. DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD VALOR
UNITARIO VALOR TOTAL
1 PRELIMINARES $ 9,992,380.00
1.1 Localización y replanteo m2 295.80 $ 9,850.00 $ 2,913,630.00
1.2 Cerca en tela verde altura 2.1 ml 350.00 $20,225.00 $ 7,078,750.00
2 DEMOLICIONES, EXCAVACIONES Y RETIRO
$ 129,047,287.24
2.1
Demolición sardineles de altura < 25 cm , cargue y retiro
ml 237.25 $ 12,886.60 $ 3,057,345.85
2.2 Retiro de avisos y señales Un 5.00 $ 39,147.40 $ 195,737.00
2.3 Retiro de baranda metálica m 22.67 $ 27,164.00 $ 615,807.88
2.4
Demolición de pavimento flexible h ≤ 0.30 m. Incluye cargue y retiro de sobrantes
m3 163.27 $ 88,194.72 $ 14,399,842.98
2.5
Excavación en material común de la explanación
m3 510.71 $ 134,289.00 $ 68,582,198.03
2.6
Conformacion y compactacion de la sub rasante
m2 295.80 $ 8,230.00 $ 2,434,434.00
2.7
Cargue, Retiro y disposición final del material sobrante de excavación y demolición
m3 393.96 $ 61,014.42 $ 24,037,301.92
2.8
Relleno con material seleccionado tipo zahorra compactado. Según especificación.
m3 238.86 $ 65,831.95 $ 15,724,619.58
3 ESPACIO PUBLICO $ 9,321,886.00
3.1 Bordillo en concreto de 3000 PSI A10 Ml 146.56 $ 28,000.00 $ 4,103,680.00
3.2 Concreto de 3000 psi m3 12.00 $ 345,278.00 $ 4,143,336.00
3.3
Césped natural para isleta central y separadoras
m2 238.86 $ 4,500.00 $ 1,074,870.00
4 SEÑALIZACION Y DEMARCACION VIAL $ 86,554,482.16
4.1
Suministro e instalación de señal reglamentaria tipo SR-01 (Grado Ingeniería)
Un 2.00 $ 314,810.39 $ 629,620.78
171
4.2
Suministro e instalación de señal reglamentaria tipo SR-02 (Grado Ingeniería)
Un 1.00 $ 314,811.39 $ 314,811.39
4.3
Suministro y aplican de Pintura para tráfico soluble en agua Blanca Línea discontinua. Incluye imprimación.
Ml 167.00 $ 3,850.50 $ 643,033.50
4.4
Suministro y aplican de Pintura para tráfico soluble en agua Blanca Línea continua. Incluye imprimación.
Ml 618.98 $ 3,850.50 $ 2,383,382.49
4.5
Pintura de flechas de piso y ceda el paso Incluye imprimación.
Un 12.00 $ 47,537.00 $ 570,444.00
4.6 Bordillo o tope de rueda plástico Un 106.00 $ 21,000.00 $ 2,226,000.00
4.7 Concreto estampado m3 162.83 $ 490,000.00 $ 79,787,190.00
5 PAVIMENTO $ 40,618,560.87
5.1
Geotextil para separación de suelo de subrasante y capas granulares
m2 295.80 $ 5,539.00 $ 1,638,436.20
5.2
Rajon para mejoramiento de la subrasante
m3 88.74 $ 75,868.00 $ 6,732,526.32
5.3 Subbase granular m3 44.37 $ 134,289.00 $ 5,958,402.93
5.4 Base granular m3 44.37 $ 146,869.00 $ 6,516,577.53
5.5
Riego de imprimación con emulsión asfáltica
m2 295.80 $ 1,292.00 $ 382,173.60
5.6 Mezcla densa en caliente tipo mdc-1 m3 44.37 $ 437,017.00 $ 19,390,444.29
COSTOS DIRECTOS $ 275,534,596.27
ADMINISTRACIÓN 15.00% $ 41,330,189.44
IMPREVISTOS 5.00% $ 13,776,729.81
UTILIDAD 5.00% $ 13,776,729.81
COSTOS GESTION SOCIAL 1.00% $ 2,755,345.96
COSTO DE PLAN MANEJO DE TRANSITO 2.00% $ 5,510,691.93
IVA SOBRE UTILIDAD 19.00% $ 2,617,578.66
COSTOS DIRECTOS $ 355,301,861.88
Fuente: Propia
172
El presupuesto se elaboró con base a las dimensiones y materiales establecidos en
el diseño final de la turboglorieta, proyectando un valor para la obra de adecuación
de TRESCIENTOS DIECISIETE MILLONES SEISCIENTOS OCHENTA Y SEIS MIL
CIENTO TRES PESOS CON DIECISIETE CENTAVOS M/CTE ($317.686.103,17),
dicho valor es aproximado teniendo en cuenta que las actividades establecidas
dentro del presupuesto son estimativas, para lo cual es necesario efectuar un estudio
de suelos con el fin de determinar las características propias del terreno para el
diseño del pavimento de la zona de estudio. Este presupuesto se elaboró con el fin
de obtener un valor aproximado con el que se pudo establecer la viabilidad
económica y financiera del proyecto, con el objetivo de ser expuesto y sustentado
ante la Alcaldía de Madrid (Cundinamarca) como una obra de mejoramiento y
solución vial para el municipio.
173
9. BENEFICIOS E INDICADORES
9.1 VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD MÁXIMA
Se realizó el análisis de la velocidad máxima de la glorieta existente con el fin de
establecer las diferencias contra la turboglorieta, con ello se pudo estimar ventajas y
desventajas reflejadas de la evaluación que se presenta a continuación:
Ilustración 84 Análisis de velocidades Movimiento 1 en Glorieta existente
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 96
96 (Transoft Solutions Inc. )
174
Ilustración 85 Análisis de velocidades Movimiento 2 en Glorieta existente.
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 97
Tabla 38 Porcentajes de reducción en la velocidad máxima.
CONTROL DE INTERSECCIÓN
MOV. VEL.
ENTRADA Km/h
VEL. EN GIRO Km/h
VEL. SALIDA
Km/h
PORCENTAJE DE
REDUCCIÓN
Glorieta 1 30 30 30 12.33%
Turboglorieta 1 30 26.3 30
Glorieta 2 30 30 30 22.00%
Turboglorieta 2 30 23.4 30
Fuente: Propia
El análisis de la información evaluada se encuentra contenido en la MATRIZ
COMPARATIVA establecida en el numeral 10 del presente documento, en dónde se
correlaciona el análisis efectuado dentro del numeral 8.6.8, estableciendo las
ventajas y desventajas con la implementación del nuevo modelo.
97 (Transoft Solutions Inc. )
175
Gráfica 30 Reporte de Velocidad y Aceleración en glorieta existente
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 98
98 (Transoft Solutions Inc. )
176
El reporte de la simulación genera los siguientes datos:
Tabla 39 Reporte de aceleración y desaceleración
Reporte AutoTURN Pro 10.2
MDGC – MT 2008 (CO) Vehículo liviano
Acceleration 0.67 m/s2
Deceleration -3.40 m/s2
Superelevation 0.00
Lateral Friction Simulation
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 99
9.2 REDUCCIÓN DE ACCIDENTALIDAD
Tabla 40 Reducción de conflictos de entrecruzamientos
TURBOGLORIETA GLORIETA
Canalización del tráfico por medio de divisor direccional
Problemas de entrecruzamiento por carencia de elementos de control
Fuente: Propia
De acuerdo al diseño implementado se logró evaluar la reducción de la accidentalidad
desde el punto de vista de los conflictos por entrecruzamiento, por pérdida de control
99 (Transoft Solutions Inc. )
177
al circular en la calzada anular y por colisión entre vehículo circulante y otro saliente
que se generan en la glorieta existente; todo de acuerdo a los elementos propios del
nuevo diseño que brindan las ventajas que se establecen en la MATRIZ DE
CONFLICTOS del numeral 10.
9.3 EMBOTELLAMIENTO EN RAMALES DE ENTRADA
Tabla 41 Solución de embotellamiento con diseño planteado
TURBOGLORIETA GLORIETA
Flujo libre por paso de dos carriles de entrada Embotellamiento por reducción a un carril
debido a demarcación direccional.
Fuente: Propia
En los ramales de entrada de la vía primaria se reducen los conflictos por
entrecruzamiento en un 100%, ya que actualmente se presenta una reducción con
demarcación para el ingreso a la glorieta a tan sólo un carril, lo que genera
discontinuidad en el flujo vehicular, ocasionando el problema comúnmente
denominado “embotellamiento”.
Lo anterior ocurre en el sentido Bogotá – La Vega y viceversa a una distancia de
aproximadamente 80 metros antes del ingreso a la intersección por ambos costados,
178
fue así que se logró establecer los dos primeros puntos de conflicto que podían ser
solucionados. Se presenta en la MATRIZ DE CONFLICTOS del numeral 10.
Con la implementación de la turboglorieta se elimina dicha reducción haciendo el uso
de los carriles para el ingreso a la intersección, lo que además de generar un
adecuado y continuo flujo vehicular, aumenta inmediatamente la capacidad del
elemento de control, permitiendo el ingreso de una mayor cantidad de vehículos.
9.4 AUMENTO DE LA CAPACIDAD
Tras efectuar el desplazamiento de la isleta central y tornando útil parte de su área
como delantal remontable, sumado al análisis sobre las trayectorias de barrido que
trajeron consigo la necesidad de implementar un delantal exterior remontable, fue
posible obtener un aumento del área transitable para la intersección respecto al
modelo tradicional, lo anterior se evidencia en la siguiente tabla:
Tabla 42 Aumento del área transitable en intersección
TURBOGLORIETA GLORIETA
ÁREA ÚTIL= 1782.13 m2 ÁREA ÚTIL= 952.51 m2
PORCENTAJE DE AUMENTO DE CAPACIDAD
46.55%
Fuente: Propia
179
9.5 MODELO FUNCIONAL
Se establece como un modelo funcional ya que al estimar el tiempo aproximado para
la ejecución e implantación fue de 51 días, indicando con ello que para poder realizar
la adecuación en la zona de estudio no se requiere de una gran inversión de recursos,
adicionalmente dentro de la estimación de las actividades contempladas en el
presupuesto se logró determinar que la intervención afectaría con bajo grado de
impacto ambiental la zona donde se desea implementar la turboglorieta planteada
respecto a modelos que de igual forma mejoran los niveles de servicio como puentes
y pasos a desnivel, se considera también como un modelo optimo y funcional para
soluciones viales con una relación costo - beneficio importante tanto a nivel de
ingeniería como para la comunidad a la que esté dirigido.
Ilustración 86 Programación de obra turboglorieta
Fuente: Propia
La programación se anexa en archivo Microsoft Project.
180
9.6 PUNTOS DE CONFLICTO
Tabla 43 Matriz de conflictos
CA
NTI
DA
D T
OTA
L D
E C
ON
FLIC
TOS
CONFLICTOS DE UNA GLORIETA TRADICIONAL
TURBOGLORIETA
FACTOR DE MEJORA
SE M
AN
TIEN
E
SE M
EJO
RA
SE E
LIM
INA
PU
NTA
JE
0 0.5
1
1 No respetar la prioridad en la entrada (no ceder el paso a los vehículos circulantes por la calzada anular)
X 1 NINGUNO.
2 Pérdida de control al circular en la calzada anular
X 0.5 DIVISORES DIRECCIONALES.
3 Pérdida de control en la entrada X 1 DELANTAL REMONTABLE.
4 Colisión en la cola de entrada X 0 NINGUNO.
5 Colisión entre vehículo circulante y otro saliente X 1 DIVISORES DIRECCIONALES.
6 Atropello en la entrada X 0.5 PARCIALMENTE EXISTENCIA DE PUENTE PEATONAL Y ELIMINACIÓN DE SEÑAL SP- 46.
7 Pérdida de control a la salida X 0.5 PARCIALMENTE DEBIDO A LA REDUCCIÓN DE VELOCIDAD QUE IMPLICA UNA TURBOGLORIETA, DEPENDE DEL USUARIO.
181
8 Colisión de un vehículo saliente con otro entrante
X 0 NINGUNO.
9 Colisión por detrás en la calzada anular X 0 NINGUNO.
10 Colisión por detrás en una salida X 0 NINGUNO.
11 Dos ruedas por delante de una entrada X 0.5 PARCIALMENTE DEBIDO A IMPLEMENTACIÓN DEL DELANTAL REMONTABLE EXTERIOR PROPUESTO POR LOS AUTORES.
12 Dos ruedas por delante de una salida X 1 GEOMETRÍA PROPIA DEL MODELO Y DEMARCACIÓN DIRECCIONAL EN LAS SALIDAS.
13 Colisión por maniobras "engañosas" en la salida X 1 GEOMETRÍA PROPIA DEL MODELO Y DIVISORES DIRECCIONALES.
14 Dirección contraría en la calzada anular X 0 NINGUNO.
15 Peatón en la calzada anular X 0.5 PARCIALMENTE EXISTENCIA DE PUENTE PEATONAL Y ELIMINACIÓN DE SEÑAL SP- 46.
16 Peatón en las proximidades de un paso para peatones
X 0.5 PARCIALMENTE EXISTENCIA DE PUENTE PEATONAL Y ELIMINACIÓN DE SEÑAL SP- 46.
TOTAL 8
PORCENTAJE DE REDUCCIÓN DE CONFLICTOS 50%
Fuente: Propia
182
10. MATRIZ COMPARATIVA
Tabla 44 Matriz comparativa
DESCRIPCIÓN TURBOGLORIETA GLORIETA
CONVENCIONAL CONCLUSIÓN
VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD MÁXIMA
MOVIMIENTO 1: 26.3 Km/h MOVIMIENTO 1: 23.4 Km/h
MOVIMIENTO 1: 30 Km/h MOVIMIENTO 1: 30 Km/h
Se consigue una reducción de la velocidad máxima con la implementación de la turboglorieta para los movimientos 1 y 2 del 12.33% y 22.00% respectivamente. (VER ANÁLISIS EN NUMERAL 8.6.8 Y 9.1)
REDUCCIÓN DE LA ACCIDENTALIDAD
DIVISOR DIRECCIONAL NO CUENTA CON DIVISOR
La canalización de los vehículos dentro de la turboglorieta genera un plus respecto a la glorieta tradicional toda vez que encausa el tráfico y evita el entrecruzamiento. VER MATRIZ DE CONFLICTOS REDUCCIÓN DEL 50% DE CONFLICTOS (VER DISEÑO EN NUMERAL 8.6.3)
183
CUENTA CON SEÑALIZACIÓN
CUENTA CON SEÑALIZACIÓN
Ambos modelos cuentan con señalización, por una parte la glorieta tradicional cuenta con la señal SP - 20 que advierte su proximidad, pero en su interior la conducción representa mayor peligro por entrecruzamientos incurriendo en deficiencias de intuitividad, de otra parte la señalización de la turboglorieta genera una conducción intuitiva con la elección anticipada de carril lo que se traduce en mayor seguridad para el elemento de control de la intersección. VER MATRIZ DE CONFLICTOS REDUCCIÓN DEL 50% DE CONFLICTOS. (VER NUMERAL 7.4.2)
EMBOTELLAMIENTO EN RAMALES DE ENTRADA DE VIA PRIMARIA
NO SE PRESENTA SE PRESENTA
La turboglorieta hace uso de ambos carriles de entrada en los ramales de la vía principal, brindando continuidad al flujo vehicular para el ingreso en la intersección, mientras que la glorieta existente tiene demarcación de reducción a un carril de entrada generando este fenómeno. Reduce dos conflictos adicionales para la intersección en estudio.
AUMENTO DE LA CAPACIDAD ÁREA: 1782.13 m2 ÁREA: 952.51 m2 Se logra un aumento de la capacidad en la intersección en un 46.55%. VER TABLA 43.
184
NO REQUIERE DE AMPLIACIÓN
REQUIERE DE AMPLIACIÓN
El anillo de circulación de una glorieta tradicional se congestiona rápidamente; la manera de aumentar la capacidad se traduce en el aumento del diámetro de la calzada giratoria, aumentando la velocidad, mayores costos y generando mayor riesgo en la intersección, mientras que la turboglorieta requiere de la misma área en la que se construye dicha glorieta para aumentar la capacidad.
INTUITIVIDAD PROGRESIVA BAJA
EL modelo de la turboglorieta por poseer una geometría caracterizada se convierte en un modelo intuitivo para los usuarios conduciendo a que estos realicen las maniobras de acuerdo a los elementos propios de ella, sin embargo se considera progresivo por ser novedoso, requiriendo implementación de jornadas pedagógicas que alienten la cultura. Por otra parte una glorieta tradicional a pesar de su antigüedad en el mundo, los usuarios aún desconocen su uso adecuado convirtiéndose en un modelo de baja intuitividad generando los conflictos que se describen en la MATRIZ DE CONFLICTOS.
Fuente: Propia
185
11. GESTIÓN ANTE ENTIDAD GUBERNAMENTAL
186
12. CONCLUSIONES
Se destaca la importancia de elaborar u obtener un estudio de tránsito con alto
nivel de detalle ya que este define con exactitud el tipo de turboglorieta a
implementar.
Determinando las actividades para la elaboración del presupuesto se logró
identificar superficialmente un impacto ambiental leve y de bajos costos con
respecto a otros modelos para soluciones viales en intersecciones tales como
pasos a desnivel, puentes, entre otros, debido a que se trata de una obra de
adecuación con bajo consumo de recursos y de afectación en la zona de estudio.
Por medio de los aplicativos TORUS y AutoTURN Pro se pudo establecer un
diseño y simulación optimo en un tiempo menor con respecto a la elaboración del
mismo diseño de forma manual, ya que dichos programas contienen las
herramientas necesarias para el diseño y simulación de vehículos en
turboglorietas facilitando la determinación del diseño final acorde con todos los
parámetros normativos establecidos para Colombia. Se recomienda el uso del
Software para el diseño y evaluación de futuras obras viales en ingeniería.
Se considera que el Software de simulación AutoTURN Pro contiene un factor de
seguridad tal que amplifica las trayectorias de barrido en las simulaciones, lo que
conlleva a diseños que garanticen la maniobrabilidad de los vehículos más
grandes y así mismo dotando a la intersección de mayores proporciones.
De acuerdo al aforo realizado se pudo evidenciar que el vehículo crítico de
diseño, únicamente transitaba en el sentido Bogotá – La Vega, La Vega – Bogotá
y La Vega – Madrid, al realizar los análisis de barrido se pudo evidenciar que para
dichos sentidos los delantales remontables internos cumplían su propósito de
brindar área adicional al tráiler del vehículo permitiendo su desplazamiento
187
adecuado dentro de la intersección, sin embargo se realizó dicho análisis para
los demás movimientos de la intersección evidenciando que el vehículo crítico de
diseño requiere un área adicional en los delantales remontables exteriores para
generar una maniobra que no demande daños en los divisores direccionales, ya
que su barrido invade dichos elementos, lo que provocaría el deterioro prematuro
y mayores gastos de mantenimientos en la intersección.
Debido a la caracterización geométrica una turboglorieta se considera como un
modelo intuitivo progresivo que induce a la generación de cultura respecto a la
atención en la señalización y al control de los desplazamientos y velocidades de
los vehículos, organizando el flujo del tránsito debido a la eliminación del trenzado
y adelantamiento riesgoso por el encause vehicular. Todo esto se traduce en
beneficios demostrados en términos de capacidad y seguridad vial, haciendo de
la Turboglorieta una alternativa de solución viable digna de ser estudiada y
aplicada para las carreteras de Colombia.
Es importante precisar que este estudio no contempló afectaciones urbanísticas
y otras especialidades, por lo que su alcance se limitó únicamente a la verificación
e impacto respecto a la funcionalidad del modelo. Por lo anterior se recomienda
que en caso de ser implementado se realicen los estudios correspondientes para
la afectación de predios, andenes, canalización de aguas, iluminación entre otros.
La combinación de criterios de diseño de Turboglorietas holandeses, serbios,
croatas, alemanes y eslovenos se consideró óptimo dentro del presente
documento ya que se logra implementar y aprovechar un carril remontable
exterior que garantiza las trayectorias de barrido de los vehículos críticos de
diseño conservando las condiciones geométricas propias de la turboglorieta.
Se pudo determinar por medio de la matriz de conflictos que la implementación
de la Turboglorieta conllevó a una reducción del 50% de éstos, aumentando el
188
nivel de seguridad en la intersección considerada anteriormente peligrosa de
acuerdo a presencia de la señal SP-67 (Riesgo de accidente).
Se determinó una reducción de la velocidad máxima que puede alcanzarse en la
intersección en un 12.33% y 22.00% para los movimientos 1 y 2 respectivamente,
objeto de evaluación, traduciendo esto en un aumento de los niveles de seguridad
respecto a la conducción dentro del elemento de control.
Luego de establecer el diseño definitivo de la turboglorieta se contrastó contra la
glorieta existente, permitiendo evaluar sus áreas útiles y así obtener finalmente
como resultado un aumento en la capacidad en un 46.55%, lo que representa
mayor flujo sobre la intersección.
Con la implementación de la turboglorieta se logra suprimir los represamientos o
los llamados cuellos de botella existentes en la glorieta de Puente Piedra
(Madrid), puesto que los ramales de entrada en la vía primaria se reducían a un
carril en la entrada a la calzada giratoria.
Debido a que el manual de señalización vial del Ministerio de Transporte no
contempla en su normativa la señalización vertical ni horizontal para
turboglorietas, el diseño presentado sugiere un nuevo modelo que puede ser
implementado para Colombia que se ajuste más adelante a las medidas estándar
manejadas por el Ministerio.
189
BIBLIOGRAFÍA
Fortuijn, L. G. H. (2009a) Turbo Roundabouts: Design Principles and Safety
Performance. In Transportation Research Record: Journal of the Transportation
Research Board, 2096, pp. 16-24.
Fortuijn, L. G. H. (2009b) Turbo Roundabouts: Estimation of Capacity. In
Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board,
2028, pp. 83-92.
Fortuijn, L. G. H., & Harte, V. F. (1997) Multi-lane roundabouts: exploring new models.
Traffic Engineering Working Days, CROW, Ed.
Tamara Džambas, Saša Ahac, Vesna Dragčević. (2015) Geometric Design Of Turbo
Roundabouts.
BEJARANO CÁRDENAS, Martín Alexander. Ingeniería en Tránsito y Transporte,
Volúmenes de tránsito. (2018) Bogotá: Universidad Distrital Francisco José de
Caldas.
RUEDA, Eduardo. Volúmenes de tránsito futuro (2018). Bogotá: Universidad La Gran
Colombia.
INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Manual de diseño geométrico de carreteras.
Bogotá: INVÍAS, 2008, 298 p.
MINISTERIO NACIONAL DE TRANSPORTE. Manual de señalización vial. Colombia:
Min. Transporte, 2015, cap 2, 3, 4 y 5.
190
BOARD, Trassportation Research. 2000. HighWay Capacity Manual. Washington D.C :
National Research Council, 2000.
BULLA CRUZ, Lenin Alexander. Metodología para la evaluación técnica y operativa
de turboglorietas como alternativa de intersección vial en el ámbito urbano [en línea]
Bogotá: Universidad Nacional de Colombia [citado: 18, OCT., 2018]. Disponible en
Internet: <URL: http://www.bdigital.unal.edu.co/3966/1/02300078.2010.pdf>.
ALAYÓN BARBOSA, Yeison Arbey, OLIVOS TUNARROSA, Jeisson Arnulfo.
Implantación del diseño de una turbo glorieta como alternativa de solución de
movilidad en la intersección de la Av Boyacá con carrera 1 en el barrio Yomasa,
localidad de Usme. [en línea] Bogotá: Universidad Católica de Colombia [citado: 18,
OCT., 2018]. Disponible en Internet: <URL:
https://repository.ucatolica.edu.co/bitstream/10983/2812/1/IMPLANTACI%C3%93N
%20DEL%20DISE%C3%91O%20DE%20UNA%20TURBO%20GLORIETA%20CO
MO%20ALTERNATIVA%20DE%20SOLUCI%C3%93N%20DE%20MOVILIDAD%20
EN%20LA%20INT.pdf>.
SANCHEZ OSORIO, Rafael Fabián, GIL ANGEL, Layda Yaneth. Guía metodológica
y modelamiento de una turboglorieta tipo estrella y paso a desnivel en la autopista
sur con calle 59 sur, Bogotá D.C. [en línea] Bogotá: Universidad Distrital Francisco
José de Caldas [citado: 18, oct., 2018]. Disponible en Internet: <URL:
http://repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/3356/1/GilAngelLaydaYaneth2016
_SanchezOsorioRafaelFabian2016.pdf>
CERQUERA ESCOBAR, Flor Ángela. Capacidad y niveles de servicio de la
infraestructura vial [en línea] Bogotá: Universidad Pedagógica y Tecnológica de
Colombia [citado: 18, OCT., 2018]. Disponible en Internet: <URL:
https://repositorio.uptc.edu.co/bitstream/001/1222/1/RED-1.pdf>.
191
TRANSPORTATION RESEARCH BOARD. Highway Capacity Manual 2010
(HCM2010). Washington: National Research Council, 2010. 4v.
CÁRDENAS GRISALES, James. Diseño geométrico de carreteras. 2 ed. Bogotá:
Ecoe, 2013. 544 p.
CAL Y MAYOR, James Cárdenas. 2013. ingeniería de transito Fundamentos y
aplicaciones. Octava. 2013.
CAMACHO, Ana Luisa Flechas. 2006. Movilidad y Transporte: Un enfoque territorial.
Bogotá: Universidad Nacional de Colombia, 2006.
CARDENAS, James. 2013. Diseño Geométrico de Carreteras. Segunda. Bogotá:
Ecoes, 2013.
Transport and Planning Department, Faculty of Civil Engineering and Geosciences,
Delft University of Technology, Stevinweg 1, 2628 CN Delft, Netherlands.
MÉNDEZ T, Douglas. Maestría En Vías Terrestres Propedéutico Ingeniería de
Transito, Abril 2009 [en línea] Bogotá: Universidad Nacional de Ingeniería (Perú)
[citado: 18, OCT., 2018]. Disponible en Internet: <URL:
https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/volumenes-ingenieria-de-
transito.pdf>.
Transport and Planning Department, Faculty of Civil Engineering and Geosciences,
Delft University of Technology, Stevinweg 1, 2628 CN Delft, Netherlands.
(Engineer, 2000) Bared, J.G. K.Kennedy. “Safety Impacts of Modern Roundabouts”
Capítulo 28, The Traffic Safety Toolbox: A Primer on Traffic Safety. Institute of
Transportatión Engineer. 2000
192
MARTÍN GASULLA, Dolores. Estudio y mejora de la capacidad y funcionalidad de
glorietas con flujos de tráfico descompensados mediante microsimulación de tráfico
[en línea] España: UPC Universitat Politècnica de Catalunya. 9 p [citado: 18, OCT.,
2018]. Disponible en Internet: <URL: www.catedrasabertis.com/.../estudio-y-mejora-
de-la-capacidad-y-funcionalidad-de-glo>.
193
ANEXOS