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PROPUESTA DE UN DISEÑO GEOMÉTRICO DE UNA AUTOPISTA A
DOBLE NIVEL PARA LA CALLE 13 ENTRE LA AVENIDA BOYACÁ HASTA
LA INTERSECCIÓN CON LA PROPUESTA DEL ANILLO VIAL PARA
BOGOTÁ
JULIÁN DAVID MARIN AGUILAR
NATALY ROJAS MORCOTE
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
INGENIERÍA TOPOGRÁFICA
BOGOTÁ D.C
2015
2
PROPUESTA DE UN DISEÑO GEOMÉTRICO DE UNA AUTOPISTA A DOBLE NIVEL PARA LA CALLE 13 ENTRE LA AVENIDA BOYACÁ HASTA
LA INTERSECCIÓN CON LA PROPUESTA DEL ANILLO VIAL PARA BOGOTÁ
Julián David Marín Aguilar Cód. 20101032017
Nataly Rojas Morcote Cód. 20102032018
Trabajo Presentado Como Requisito Parcial Para Optar Al Grado De INGENIERO EN TOPOGRAFÍA Bajo La Modalidad De Proyecto De
Aplicación.
DIRECCIÓN: Ing. Carlos Javier González Vergara ITV – Esp – M Sc
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS - FACULTAD
DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES INGENIERÍA TOPOGRÁFICA
BOGOTA D. C 2015
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Nota De Aceptación
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
Director:
____________________________
Ing. Carlos Javier González
_______________________
Jurado 1
4
Dedicatoria
Este trabajo se lo dedico a Dios por permitirme recorrer este camino de la manera más exitosa. Porque si él lo permite, este logro, es apenas el primer paso para lograr mis
sueños. A mis padres Marbel Morcote y José Alberto Rojas porque dedicaron toda su vida a
forjar en mi la persona y profesional que soy ahora, porque su apoyo y amor ha sido el motor que me impulsa para luchar cada día por ser mejor.
A mis hermanos, Yenny Mabel y Jeison Alberto. A mi familia en general, por su amor y apoyo, especialmente a mi tío Mario Rojas quien, luego de mi padre, es el hombre más importante en mi vida, y sus consejos
siempre serán necesarios en mi vida. Por último al profesor Carlos por su guía, apoyo y enseñanza.
Nataly Rojas Morcote
Dedico este trabajo primeramente a Dios quien me ha dado la oportunidad de encontrarme aquí rodeado de cosas buenas, aprendizajes y experiencias durante mi
camino profesional, a la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, a sus docentes, especialmente al Profesor Carlos González, quienes han apoyado mi camino estos
últimos años. A mi Madre Ruth Aguilar García, a mi Abuelita María Delia García y a mi familia, por su amor y comprensión, ya que son las personas más importantes en
mi vida y quienes me han guiado incondicionalmente durante mi vida y han hecho de mi la persona que soy hasta el momento y a donde he llegado. A mis compañeros y
amigos de universidad, especialmente a Daniela Medina, July Nivia, Edna Vargas, Sebastián Martínez, Yerly Serna, Diego Prieto y Cesar Ariza quienes me han
acompañado y ayudado en mi trayectoria y han hecho más amena mi estancia en la Universidad…
Julián David Marín Aguilar
5
Agradecimientos
Le agradecemos a Dios, porque nos permitió el desarrollo exitoso de este proyecto
para poder consolidarnos como Ingenieros Topográficos. A nuestros padres, quienes
nos brindaron su apoyo incondicional en cada paso de nuestra vida hacia nuestro
camino profesional.
Al profesor Carlos González por su confianza en nuestras capacidades, por sus
enseñanzas y su paciencia en la guía para realizar este proyecto.
A Diego Prieto, nuestro ex – compañero de tesis, por su trabajo y colaboración.
Nataly Rojas y Julián D. Marín
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CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN _________________________________________ 17
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA __________________________ 19
3. JUSTIFICACIÓN __________________________________________ 23
4. OBJETIVOS _____________________________________________ 26
4.1. OBJETIVO GENERAL __________________________________ 26
4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS _____________________________ 26
5. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ____________________________ 28
5.1. LOCALIZACIÓN ______________________________________ 28
5.2. USO DE SUELO Y GEOLOGÍA___________________________ 29
5.3. HIDROLOGÍA ________________________________________ 31
5.4. CLIMA ______________________________________________ 32
6. MARCO TEORICO ________________________________________ 34
6.1. CARRETERA_________________________________________ 34
6.1.1. Definición __________________________________________ 34
6.1.2. Clasificación De Carreteras ____________________________ 34
6.1.2.1. Según su Funcionalidad ___________________________ 34
6.1.2.2. Según el Tipo de Terreno __________________________ 35
7
6.2.1.1. Sistema Arterial Principal Urbano ____________________ 36
6.2.1.2. Sistema Menor Urbano – Calles Arteriales _____________ 37
6.2.1.3. Sistema Urbano de Calles Colectoras ________________ 37
6.2.1.4. Sistema Urbano de Calles Locales ___________________ 37
6.2.2. Autopistas Elevadas __________________________________ 38
6.3.1. Datos Ráster _______________________________________ 38
6.3.2. Vectorización _______________________________________ 39
6.3.3. Sistema de Referencia ________________________________ 40
6.3.4. Curvas De Nivel _____________________________________ 40
6.3.5. Modelo Digital Del Terreno ____________________________ 41
6.4.1. Tránsito ___________________________________________ 42
6.4.2. Estudios de Tránsito _________________________________ 42
6.4.3. Volúmenes Vehiculares _______________________________ 43
6.4.3.1. Volúmenes absolutos o totales: _____________________ 43
6.4.3.2. Volúmenes promedio diarios: _______________________ 44
6.4.3.3. Volúmenes horarios: ______________________________ 44
6.4.3.4. Factor de Hora Pico ______________________________ 45
6.4.4. Proyección De Tránsito _______________________________ 46
6.4.4.1. Tránsito Actual __________________________________ 46
6.4.4.2. Incremento de Tránsito ____________________________ 47
6.4.5. Velocidad __________________________________________ 48
6.4.5.1. Estudios de Velocidad de Punto _____________________ 49
6.5.1. Carril _____________________________________________ 51
8
6.5.2. Calzada ___________________________________________ 51
6.5.3. Capacidad Vial ______________________________________ 51
6.5.4. Niveles De Servicio __________________________________ 52
6.5.4.1. Nivel de Servicio A _______________________________ 52
6.5.4.2. Nivel de Servicio B _______________________________ 52
6.5.4.3. Nivel de Servicio C _______________________________ 53
6.5.4.4. Nivel de Servicio D _______________________________ 53
6.5.4.5. Nivel de Servicio E _______________________________ 53
6.5.4.6. Nivel de Servicio F _______________________________ 54
6.5.5. HCM2000 __________________________________________ 54
6.6.1. Definición __________________________________________ 55
6.6.2. Diseño Geométrico Horizontal __________________________ 55
6.6.2.1. Curvas Circulares ________________________________ 56
6.6.2.2. Curvas Espirales _________________________________ 57
6.6.3. Diseño Geométrico Vertical ____________________________ 59
6.6.3.1. Curvas cóncavas ________________________________ 60
6.6.3.2. Curvas Convexas ________________________________ 61
6.6.4. Diseño Geométrico Secciones Transversales ______________ 62
7. METODOLOGÍA __________________________________________ 64
7.1.1. Adquisición De Información Cartográfica __________________ 64
7.1.2. Georreferenciación ___________________________________ 65
7.1.3. Modelo Digital Del Terreno ____________________________ 68
9
7.2.1. Aforos (Campo) _____________________________________ 69
7.2.2. Toma de Velocidades ________________________________ 73
7.2.3. Adquisición De Volúmenes Vehiculares Años Anteriores _____ 75
7.2.4. Cálculo Factor Hora Pico ______________________________ 75
7.2.5. Cálculo Composición Vehicular _________________________ 76
7.2.6. Cálculo De Velocidades _______________________________ 76
7.2.7. Proyección De Tránsito _______________________________ 77
7.2.8. Análisis De Capacidad Y Niveles De Servicio ______________ 79
7.3.1. Criterios De Diseño __________________________________ 83
7.3.1.1. Tipo De Terreno _________________________________ 83
7.3.1.2. Velocidad De Diseño _____________________________ 83
7.3.1.3. Pendientes _____________________________________ 84
7.3.1.4. Radio Mínimo ___________________________________ 85
7.3.1.5. Peralte_________________________________________ 85
7.3.1.6. Sobreancho_____________________________________ 85
7.3.1.7. Estructuras Elevadas Existentes _____________________ 86
7.3.1.8. Longitud Vertical Permitida _________________________ 88
7.4.1. Alineamiento Horizontal _______________________________ 89
7.4.2. Curvas ____________________________________________ 90
7.4.3. Paralelas al alineamiento ______________________________ 91
7.4.4. Peralte ____________________________________________ 91
7.4.5. Sobreancho ________________________________________ 92
7.5.1. Perfil ______________________________________________ 93
10
7.5.2. Rasante ___________________________________________ 93
7.5.3. Curvas Verticales ____________________________________ 94
7.6.1. Diseño Sección transversal ____________________________ 95
7.6.2. Corredor ___________________________________________ 95
8. RESULTADOS ___________________________________________ 96
8.1.1. Tipo de Terreno _____________________________________ 98
8.2.1. Factor Hora Pico ____________________________________ 99
8.2.2. Composición Vehicular ______________________________ 103
8.2.3. Velocidades _______________________________________ 107
8.2.4. Proyección de tránsito _______________________________ 109
8.2.5. HCS 2000 ________________________________________ 113
8.3.1. Diseño Horizontal ___________________________________ 115
8.3.2. Peralte ___________________________________________ 120
8.3.3. Sobreancho _______________________________________ 122
8.3.4. Diseño Vertical _____________________________________ 123
8.3.5. Secciones Transversales ____________________________ 127
9. COSTOS_______________________________________________ 128
10. CONCLUSIONES ________________________________________ 135
11. RECOMENDACIONES ____________________________________ 137
12. BIBLIOGRAFÍA __________________________________________ 138
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LISTADO DE ANEXOS
ANEXO 1: INFORMACIÓN BASE
Anexo 1.1, IGAC, Cartografía Análoga
Anexo 1.2. IDECA, Información Geográfica (shp, dwg, kmz)
Anexo 1.3. SDM, Estación Maestra AK_86_X_AC_17
Anexo 1.4, ANI, Peaje Rio Bogotá
ANEXO 2: MODELO DIGITAL DE TERRENO
Anexo 2.1, TIN, Modelo Digital
Anexo 2.2. DWG, Modelo Digital
ANEXO 3: TRÁNSITO
Anexo 3.1, Aforos Vehiculares
Anexo 3.2. Velocidades
Anexo 3.3. Volumen Vehicular, FHP
Anexo 3.4, Tránsito Proyectado
Anexo 3.5, Análisis de Capacidad y Niveles de Servicio
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ANEXO 4: DISEÑO GEOMÉTRICO
Anexo 4.1, Diseño AutoCAD Civil 3D
Anexo 4.2. Cálculos Excel
Anexo 4.3. Planos
ANEXO 5: COSTOS
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RESUMEN
El sistema vial de una ciudad es uno de los factores más importantes para el
desarrollo económico, comercial e industrial de un país, promoviendo el
desarrollo local y la calidad de vida de sus habitantes. La falta de una
adecuada infraestructura de transporte, el alto crecimiento del parque
automotor, la gran cantidad de intersecciones semaforizadas y la demora en
la entrega de proyectos viales; reducen la capacidad de soporte de tránsito,
disminuyen la eficiencia de la movilidad y retrasa el progreso de la ciudad tan
segregada espacial y socialmente.
La autopista a doble nivel propuesta pretende unir el sector 4 del anillo vial
con el sector 7. El tramo comprendido en este proyecto (Sector 6) en
conjunto con el sector 7 manejan los corredores de la Calle 13, avenida las
Américas y calle 26 hasta la intersección con el sector 1 del anillo vial; ya que
este recorrido es extenso, por longitud se ha dividido en dos sectores: Sector
6 y Sector 7. Por ende, el presente proyecto manejará un tramo de autopista
a doble nivel desde el municipio de Funza intersectándose con el sector 4 y
realizando su recorrido por la calle 13 hasta la Av. Boyacá donde empalma
con el Sector 7.
La Avenida Calle 13 es una de las vías más importantes que atraviesa la
ciudad en sentido Oriente – Occidente. El proyecto se diseña a una
velocidad 100 km/h comprendiendo una longitud de 9.068 kilómetros desde
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el municipio de Funza, K0 + 000, hasta el empalme con el sector 7, 380.00
metros antes del puente vehicular de la avenida Boyacá, en el K9+068,09.
El diseño geométrico de la autopista a doble nivel en la calle 13, de forma
general, contiene:
Alineamiento Horizontal: 9 curvas, 7 de ellas espirales (E-C-E) y 2
circulares simples, con radios entre 492 metros y 13000 metros
Peraltes: Oscilan entre 2% y 4%
Alineamiento Vertical: 6 curvas, 3 de ellas cóncavas y 3 convexas, con
una elevación máxima de 26.00 metros a nivel de terreno debido a las
estructuras elevadas existentes, y un punto mínimo de 7.00 metros.
Teniendo en cuenta las pendientes permitidas.
Secciones Transversales: Se realiza un diseño de Viaducto con ancho
total de 24.70 metros. Se crean 907 secciones transversales con un
intervalo de 10.00 metros a lo largo del proyecto
Para el desarrollo constructivo del viaducto se requiere una inversión de
$ 1 075 395 296 724.69, financiamiento que se recupera 19 años después
(2035), para el año 20 de vida útil de la autopista a doble nivel, el valor de la
inversión realizada inicialmente se alcanza con un recaudo de
$ 1 232 527 401 000.00
Palabras clave: Viaducto, Autopista, Modelo Digital de Terreno, Diseño
Geométrico, Tránsito
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ABSTRACT
The road system of a city is one of the most important factors in the
economic, commercial and industrial development of a country, promoting
local development and quality of life of its inhabitants. The lack of adequate
transport infrastructure, the high growth of the fleet, the large number of
signalized intersections and delay in delivery of road projects; reduce traffic
carrying capacity, reduce the efficiency of mobility and slows the progress of
the city as secreted spatially and socially.
The two-level highway proposal aims to unite Sector 4 of the ring road to the
sector 7. The stretch this project (Sector 6) in conjunction with the Sector 7
brokers manage 13th Street, the Americas Avenue and 26th Street up the
intersection with the road sector 1 ring; as this tour is extensive, by length it
has been divided into two sectors: Sector 6 and Sector 7. Therefore, this
project will manage a section of motorway to dual level from the municipality
of Funza intersecting with the sector 4 and making his journey by 13th Street
to the Av. Boyacá where it connects with the Sector 7.
Avenida Calle 13 is one of the most important roads running through the city
in the direction East - West. The project is designed to speed 100 km / h
comprising a length of 9,068 kilometers from the municipality of Funza,
K0 + 000 to the junction with the Sector 7, 380.00 meters before the road
bridge of Boyacá Avenue in the K9 + 068.09.
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The geometric design of the two-level highway at 13, in general, contains:
• Horizontal Alignment: 9 curves, including 7 spiral (ECE) and 2 single
circular, with radius between 492 meters and 13,000 meters
• Superelevations: between 2% and 4%
• Vertical Alignment: 6 curves which 3 are concave and three convex,
with a maximum elevation of 26.00 meters at the field level because of
the existing elevated structures, and a low point of 7.00 m. Considering
pending allowed.
• Cross sections: Viaduct design is done with total width of 24.70
meters. 907 cross sections with an interval of 10.00 meters are created
throughout the project
For the constructive Development of the viaduct an investment of $
1,075,395,296 724.69 , financing 19 Years Later ( 2035 ) Required Recovers
, para 20 The year lifetime of the highway two levels , the value of the
Investment UN is reached initially made the collection scam $ 1,232,527,401
000.00.
Keywords: Viaduct, Highway, Digital Terrain Model, Geometric Design, Traffic
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1. INTRODUCCIÓN
Como consecuencia de la saturación del parque automotor, asociado al
incremento poblacional y la expansión geográfica de Bogotá, la ciudad
experimenta un grave problema de movilidad generando inestabilidad en el
flujo vehicular y la disminución de velocidad para todas las modalidades de
transporte, por lo que se hace evidente la necesidad de buscar soluciones
eficientes y a largo plazo que descongestione el tráfico vehicular y beneficie
a los habitantes en aspectos sociales y económicos.
Debido a que la Avenida Calle 13 es un corredor vial de suma importancia
para la capital del país, como elemento estructurante y penetrante por la
parte occidental de la ciudad, no sólo en las épocas presentes, sino desde
los albores mismos de la fundación, siempre se ha considerado un cordón
umbilical que la ha mantenido unida al resto del país más allá del altiplano
cundinamarqués. La propuesta de una autopista a doble nivel sobre la Calle
13 surge de la idea por mejorar el tránsito de la ciudad teniendo en cuenta
los posibles beneficios intentando favorecer, no solo a los millones
bogotanos quienes diariamente hacen uso del transporte público y particular
para su movilización, sino también a los transportadores y viajeros que
entran, salen y/o atraviesan la ciudad, comunicando de forma más eficiente a
Bogotá con de las demás zonas del país.
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El presente proyecto realiza el diseño geométrico a nivel de prefactibilidad de
la autopista a segundo nivel de la calle 13 entre la avenida Boyacá (sector 7)
hasta la intersección con la propuesta del anillo vial para Bogotá (sector 4).
Para esto se tiene como base la información cartográfica obtenida del IGAC
(Instituto Geográfico Agustín Codazzi) y del IDECA (Infraestructura de Datos
Espaciales para el Distrito Capital). Posteriormente, para la proyección de
tráfico se recolecta información de referencia de la Secretaria Distrital de
Movilidad, de la ANI (Agencia Nacional De Infraestructura) e información
primaria de datos tomados en campo por los integrantes del proyecto, para
realizar el correspondiente análisis de capacidad y niveles de servicio.
Teniendo dicha información procesada se da inicio al diseño de la autopista a
segundo nivel utilizando el software AutoCAD Civil 3D 2014 (Versión
Estudiantil), con base a la normatividad de la AASHTO ya que para vías
urbanas no existen normas en Colombia.
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2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El origen histórico de Bogotá D.C., empieza el 6 de agosto de 1538 cuando
Gonzalo Jiménez de Quesada estableció campamento militar. En esta época y
durante muchos años el principal medio de transporte fueron los caballos y la
mayoría de las personas se movilizaban a pie. La ciudad empezó a crecer sin
planificación urbana y fue notoria la necesidad de los habitantes de
transportarse mayores distancias y que estos recorridos se hicieran en el menor
tiempo posible. En 1884 se inaugura un primer tramo de un tranvía, éste servicio
no era muy rápido ni tenía mucha cobertura por ende la comunidad bogotana se
quejaba y exigía nuevas rutas, en ésta época con tan poca población se
empiezan a tener problemas de movilidad, el tranvía fue evolucionando con
muchos traspiés hasta que en 1951 se hace un cierre definitivo de este servicio
el cual fue remplazado por trolebuses que funcionaron hasta 1990 donde se ve
que este medio es insuficiente para la demanda que exige la capital. El
transporte particular empieza a crecer desde el primer vehículo automotor que
llegó a Bogotá en 1905, para los años 20 la ciudad ya contaba con unos 1143
automotores, en los años 40 esta cifra llegó a los 4327 y en los 50 a unos 11384
(ART NACIONAL), ésta cifra seguía aumentando pero la malla vial continuaba
siendo la misma convirtiéndose cada vez más obsoleta para la ciudad. En los
últimos años el número de vehículos creció un 91 % mientras la infraestructura
vial solo creció un 2.7 % (ESPECTADOR). La necesidad de los bogotanos por
tener vehículo propio sigue aumentando al igual que la población que emigra
20
a la capital, si con los vehículos que se tienen en la actualidad la ciudad está
congestionada, y la malla vial ya no tiene hacia donde crecer entonces es
inevitable un colapso en la movilidad.
Como consecuencia de la saturación del parque automotor, asociado al
incremento poblacional y la expansión geográfica de Bogotá, la ciudad
experimenta un grave problema de movilidad generando inestabilidad en el
flujo vehicular y la disminución de velocidad para todas las modalidades de
transporte.
Devolviendo la mirada a las posibles causas del problema, existen varios
factores que afectan el tráfico y que deben considerarse para la generación
de estrategias sólidas de recuperación de la movilidad en la capital.
Los constantes retrasos en la entrega de proyectos viales, los frecuentes
mantenimientos en las losas del sistema integrado de Transmilenio en sus
diferentes fases y la disminución de área de algunas vías principales,
conforman una de las más importantes causas del problema de movilidad en
la ciudad: El atraso en la infraestructura vial de transporte.
El permanente crecimiento de uso de vehículos para el transporte de los
habitantes y mercancías de la ciudad la cual consta con más de 1.4 millones
de automotores en circulación (SDM 2011), provocando así congestión y la
reducción de velocidad a la que un vehículo transitaría en condiciones
óptimas de diseño vial en las calles bogotanas; la fácil adquisición de
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automóviles particulares por su bajo costo y facilidades de accesos a créditos
promueven el aumento del parque automotor.
Los cerca de 1.200 semáforos en las intersecciones de Bogotá (Estudio
realizado por la ETB en 2008) hacen parte de los problemas de movilidad, ya
que el tráfico se retiene por más tiempo. A esto se le suma la mala
programación de los semáforos, los cuales cuentan con un sistema de
software desactualizado el cual no permite la sincronización entre ellos y
además el costo de su mantenimiento es muy alto y poco frecuente.
Por diversas causas como: la mala señalización, el aumento de la circulación
de vehículos y la irresponsabilidad de algunos peatones y conductores entre
otras, son causantes de choques simples y accidentes que ocasionan el
detenimiento parcial del tráfico. La falta de una malla vial principal
(autopistas) que generan mayor movilidad para el alto volumen de vehículos
existentes
Ahora, teniendo en cuenta los problemas planteados que enfrenta la Ciudad
de Bogotá y basados en la propuesta de una Autopista de doble nivel
debemos preguntarnos:
¿Con esta medida existiría un aumento de velocidad y disminución de tiempo
de desplazamiento de un vehículo al recorrer la ciudad?
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¿Es necesario restringir el acceso vehicular de algunos tipos de automotores
transitarían por la autopista en el segundo nivel, si es así, cuáles serían y por
qué?
¿Cuántas intersecciones es adecuado colocar durante el trayecto, cuáles, y
bajo qué condiciones fueron escogidos estos puntos?
¿Es necesaria la implementación de peajes en esta zona, y por qué?
¿El índice de accidentalidad se vería reducido y cuáles serían los factores
que harían que los índices de choques se vieran afectados?
¿Qué impactos ambientales generaría la construcción de esta obra?
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3. JUSTIFICACIÓN
¿Cuál es la solución más eficiente para los problemas de movilidad que
afronta la ciudad desde hace unas décadas? es el interrogante que motivó la
realización de la propuesta de diseño de una autopista a doble nivel en el
trayecto de la calle 13 con Avenida Boyacá, hasta la conexión con el anillo
vial sector 4 (propuesto y desarrollado en el proyecto de grado adelantado
por los estudiantes Humberto Cruz, Juli Nivia), Para sustentar ésta idea se
comenzó planteando los problemas fundamentales de movilidad por los
cuales de Bogotá ha venido atravesando. Es evidente la necesidad de la
ciudad de buscar soluciones eficientes y a largo plazo que descongestione el
tráfico vehicular y beneficie a los habitantes en aspectos sociales y
económicos.
Para su diseño se utilizará cartografía digital de la zona, realizando los
respectivos análisis de tránsito, capacidad, pre factibilidad y niveles de
servicio. El resultado final será el modelo digital de la autopista a doble nivel
la cual se integrará con el anillo vial propuesto para la Ciudad.
El sistema vial de una ciudad es uno de los factores más importantes para el
desarrollo económico, comercial e industrial de un país, puesto que la calidad
de su infraestructura es vital para la generación de competencias,
promoviendo así el desarrollo local y la calidad de vida de sus habitantes,
especialmente en una ciudad capital como Bogotá, que se destaca como uno
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de los centros administrativos de negocios más importantes del país, siendo
la ciudad que aporta el mayor porcentaje producto interno bruto (PIB) del
país.
La falta de una adecuada infraestructura de transporte, el alto crecimiento del
parque automotor, la gran cantidad de intersecciones semaforizadas y la
demora en la entrega de proyectos viales; reducen la capacidad de soporte
de tránsito, disminuyen la eficiencia de la movilidad y retrasa el progreso de
la ciudad tan segregada espacial y socialmente, ocasionando graves
problemas que no solo afectan a los ciudadanos sino también se ve afectado
el funcionamiento total de la ciudad pues si la movilidad no funciona de
manera adecuada, la productividad, los intercambios económicos y sociales
al interior, no pueden realizarse o se desarrollarán con mucha dificultad.
La propuesta de una autopista a doble nivel comprendida entre la calle 13
con Avenida Boyacá, hasta la conexión con el anillo vial sector 4 surge de la
idea por mejorar el tránsito de la ciudad teniendo en cuenta los posibles
beneficios como:
La reducción del congestionamiento vehicular y los tiempos de
recorrido gracias a la falta de semáforos en la zona y las pocas
intersecciones dentro de la autopista.
La disminución de los índices de accidentalidad que enfrenta la ciudad
aumentando la seguridad vial en la zona debido a la ausencia de
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peatones - El aumento de la capacidad de soporte y fluidez vehicular
de ciertas rutas e intersecciones
Aumento de la velocidad promedio en la calle 13
Ahorro de combustible y costo operacional de los vehículos de los
usuarios de la Autopista a doble nivel
Reducción de contaminación debido a la disminución del tráfico y
represamiento en esta zona de la ciudad
Con esto se intentará beneficiar, no solo a los millones bogotanos quienes
diariamente hacen uso del transporte público y particular para su
movilización, sino también a los transportadores y viajeros que entran, salen
y/o atraviesan la ciudad, comunicando de forma más eficiente a Bogotá con
de las demás zonas del país.
26
4. OBJETIVOS
4.1. OBJETIVO GENERAL
Realizar el diseño geométrico a nivel de pre factibilidad de la autopista a
segundo nivel sobre el corredor de la Calle 13 – Avenida Américas – Calle
26, sector 1, con conexión al anillo vial con el sector 4 al occidente de la
ciudad y la Av. Boyacá.
4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Realizar un análisis de capacidad y niveles de servicio del sector en
estudio, basándose en datos tomados en campo e información de
origen secundario proveniente de la Secretaría de Movilidad.
Aprovechar herramientas informáticas para generación del Modelo
digital del terreno (DTM) de la zona ya que este DTM será la base
para el diseño de la autopista.
Elaborar el diseño geométrico de la autopista a doble nivel con el fin
de obtener una ruta cómoda, segura y acorde a la normativa
establecida por el INVIAS y de la AASHTO, esto para contribuir al
desarrollo vial la ciudad, mediante la utilización del software Civil
AutoCAD 2014 (versión Estudiantil).
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Con base en información secundaria proveniente de INVIAS e IDU,
determinar el eventual costo a nivel de pre-factibilidad de la autopista
a doble nivel.
28
5. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
5.1. LOCALIZACIÓN
El área de influencia indirecta que compromete al proyecto en el municipio de
Bogotá se encuentra en la localidad de Fontibón (9), atravesándola de
Oriente a Occidente por la Av. Centenario (Calle 13) desde la Av. Boyacá
hasta la salida de Bogotá en el peaje “Rio Bogotá”. El área perteneciente al
municipio de Funza comprende el trayecto por la vía Funza-Bogotá desde el
peaje “Rio Bogotá” hasta la intersección con el anillo vial Sector 4 (Figura 1).
Figura 1 Vista en planta del área de Influencia del proyecto
Fuente: Elaboración Propia, 2015, Google Earth
29
5.2. USO DE SUELO Y GEOLOGÍA
Geológicamente Fontibón se caracteriza por ser un área en su mayoría
plana, con inclusión en la llanura aluvial y zonas propensas a ser inundadas
por desbordes especialmente en el sector suroccidental, presenta depósitos
del terciario superior 1 y del cuaternario2 que se logran diferenciar en la figura
2 como: Terrazas altas, llanuras de Inundación y rellenos de excavación
(Instituto de Desarrollo Urbano IDU, 2012, pág. 6)
Figura 2 Geología de la Localidad de Fontibón
Fuente: Microzonificación Sísmica de Bogotá, INGEOMINAS, 1997
1 Las capas que componen estos terrenos no son tan movedizas como los demás terrenos y no presentan vestigios de transportes violentos. La parte superior hace referencia a depósitos de agua dulce 2 Estos materiales están constituidos por una serie de depósitos de origeneólico, volcánico subaéreo, deluvial, coluvial y aluvial. La mayor parte de las áreas de afloramientos son cubiertas relativamente delgada
30
El Plan de Ordenamiento Territorial de Bogotá reglamenta los usos de suelo
de la localidad de Fontibón para que en su mayoría se encuentren zonas
residenciales, en las cuales existan áreas de uso residencial exclusivo y otras
áreas limitadas de comercio y servicio localizadas en ejes viales, manzanas
comerciales o centros cívicos y comerciales. (Instituto de Desarrollo Urbano
IDU, 2012, pág. 6)
Según la Alcaldía Municipal la superficie de Funza (Cundinamarca) es plana,
presentando las características típicas de las altiplanicies cundinamarqueses
con pendientes hasta del 3%; sus suelos Andepts3 y Tropepts4, que
corresponden a la serie Funza “Fz”, se caracterizan por su relieve plano con
pendiente entre 0 -1% moderadamente profundo. Son medianamente ácidos
y de muy alta capacidad de intercambio catiónico5. El suelo de Funza por su
capacidad de uso ha sido clasificado en la clase agrológica de uso y manejo,
drenaje natural moderado e imperfecto, susceptibles a heladas e irregular
distribución de la lluvia, con una temperatura de 14ºC.
En la figura 3 se puede evidenciar que el municipio está compuesto
principalmente por suelo rural de uso agropecuario, seguido por suelo rural
de uso suburbano y por ultimo predomina el suelo urbano.
3 Un suborden de suelos correspondientes al grupo de los inseptisoles derivados de materiales parentales volcánicos. Este suborden posee varios grandes grupos 4 Propios de las terrazas de las planicies aluviales y de los cauces y abanicos aluviales.
Aparecen también en terrenos con fuertes pendientes estabilizadas. 5 Es la capacidad que tiene un suelo para retener y liberar iones positivos, merced a su contenido en arcillas y materia orgánica.
31
Figura 3 Clasificación del Suelo Municipal de Funza
Fuente: Clasificación del Suelo, Mapas, Alcaldía Municipal de Funza, 2011
5.3. HIDROLOGÍA
El Sistema hidrológico de Fontibón, está conformado por los ríos, quebradas,
lagunas y demás cuerpos de agua que se asocian al desarrollo del rio
Bogotá , el Rio Fucha, el meandro del SAY y el humedal la Capellanía. Las
fuentes hidrográficas de la ciudad y en general de la ciudad han sufrido de
gran deterioro en los últimos años al convertirse en canales de desecho y por
ende en receptores de contaminantes (Instituto de Desarrollo Urbano IDU,
2012, pág. 10)
32
Figura 4 Red Hídrica de la Localidad de Fontibón
Fuente: Secretaría de Ambiente, 2004
La alcaldía municipal de Funza destaca dentro de los afluentes
pertenecientes al municipio de Funza se encuentran el humedal de Chucua,
el Rio Bogotá, los canales principales del distrito de riego de la Ramada y
canales secundarios del distrito de riego de la Ramada que se pueden
diferenciar en la figura 4. Para el área de influencia directa del proyecto se
toma en cuenta el Rio Bogotá como principal cuerpo de agua.
5.4. CLIMA
El Instituto de Desarrollo Urbano (pág. 11) describe el clima en la localidad, el
cual se caracteriza por ser de calma en las mañanas y suaves leves en la
tarde, con una velocidad media del viento de 0.7 m/s en dirección de 218
grados, la temperatura media multianual es de 14.6°C.
33
El régimen de lluvias se encuentra determinado por el paso de la
convergencia intertropical con precipitación de 147 días con 557.9mm
Por otro lado, el clima es templado y cálido en Funza. Hay precipitaciones
durante todo el año. Hasta el mes más seco aún tiene mucha lluvia. La
clasificación del clima de Köppen-Geiger 6es Cfb7. La temperatura media
anual en Funza se encuentra a 13.6 °C. La precipitación es de 679 mm al
año, el mes más caluroso del año con un promedio de 14.0 °C de marzo. El
mes más frío del año es de 13.3 °C en el medio de enero. (Alcaldia Municipal
De Funza , 2004)
6 Consiste en una clasificación climática mundial que identifica cada tipo de clima con una serie de letras que indican el comportamiento de las temperaturas y precipitaciones que caracterizan dicho tipo de clima. 7 Subpolar Oceánico: Los meses con temperatura media superior a 10 °C son menos de cuatro al año. Es el clima oceánico frío, próximo a las zonas polares, con una oscilación anual muy escasa, temperaturas siempre por encima de −3 °C y lluvias constantes y generalmente abundantes
34
6. MARCO TEORICO
6.1. CARRETERA
6.1.1. Definición
En su libro, Cárdenas Grisales (pág. 5) describe a una carretera como la
infraestructura de transporte especialmente acondicionada dentro de una faja
de terreno denominada derecho de vía, con el propósito de permitir la
circulación de vehículos de manera continua en el espacio y en el tiempo con
niveles adecuados de seguridad y comodidad.
6.1.2. Clasificación De Carreteras
Las carreteras en Colombia según el INVIAS se clasifican de la siguiente
manera.
6.1.2.1. Según su Funcionalidad
Es determinada según la necesidad operacional de la carretera o de los
intereses en sus diferentes niveles los cuales son:
Primarias: Son aquellas troncales, transversales y accesos a
capitales de Departamento que cumple la función básica de
integración de las principales zonas de producción y consumo del
país y de éste con los demás países.
35
Secundarias: Son aquellas vías que unen las cabeceras municipales
entre sí y/o que provienen de una cabecera municipal y conectan con
una carretera Primaria.
Terciaria: Son aquellas vías de acceso que unen las cabeceras
municipales con sus veredas o unen veredas entre sí.
6.1.2.2. Según el Tipo de Terreno
Es determinada según la topografía predominante en el tramo de estudio, es
decir que a lo largo del proyecto pueden presentarse tramos homogéneos en
diferentes tipos de terreno.
Plano: Tiene pendientes transversales al eje de la vía menores de
cinco grados (5°). Exige el mínimo movimiento de tierras durante la
construcción por lo que no presenta dificultad ni en su trazado ni en
su explanación. Sus pendientes longitudinales son normalmente
menores de tres por ciento (3%).
Ondulado: Tiene pendientes transversales al eje de la vía entre seis
y trece grados (6° - 13°). Requiere moderado movimiento de tierras
durante la construcción, lo que permite alineamientos más o menos
rectos, sin mayores dificultades en el trazado y en la explanación. Sus
pendientes longitudinales se encuentran entre tres y seis por ciento
(3% - 6%).
Montañoso: Tiene pendientes transversales al eje de la vía entre
trece y cuarenta grados (13° -40°). Generalmente requiere grandes
36
movimientos de tierra durante la construcción, razón por la cual
presenta dificultades en el trazado y en la explanación. Sus
pendientes longitudinales predominantes se encuentran entre seis y
ocho por ciento (6% - 8%).
Escarpado: Tiene pendientes transversales al eje de la vía
generalmente superiores a cuarenta grados (40°). Exigen el máximo
movimiento de tierras durante la construcción, lo que acarrea grandes
dificultades en el trazado y en la explanación, puesto que
generalmente los alineamientos se encuentran definidos por
divisorias de aguas. Generalmente sus pendientes longitudinales son
superiores a ocho por ciento (8%). (INVIAS, 2008, págs. 3-6)
6.2. VÍAS URBANAS
En sus notas de clase, el Ingeniero Carlos González se refiriere a las vías
urbanas como infraestructura de transporte cuyo fin es propiciar un medio
físico para la circulación de los vehículos, ciclistas y peatones, en
condiciones de continuidad en el espacio y el tiempo y bajo condiciones
adecuadas de seguridad y comodidad que permitan el uso armónico de ella
por todos los usuarios. Se dividen en:
6.2.1.1. Sistema Arterial Principal Urbano
La naturaleza de los viajes y su composición identifica el sistema de calles y
carreteras en un sistema vial urbano. En zonas urbanas pequeñas estas
37
arterias pueden verse limitadas en número y extensión y su importancia
puede derivarse del servicio provisto a los viajes directos; en tanto que en
zonas urbanizadas su número y extensión está condicionado para servir los
principales movimientos de circulación dentro de las diferentes sub-zonas de
la urbe y los servicios de tráfico rural orientados
6.2.1.2. Sistema Menor Urbano – Calles Arteriales
Incluye todas las arterias no clasificadas como principales; pone un mayor
énfasis en el acceso al suelo generando una menor movilidad del tránsito
6.2.1.3. Sistema Urbano de Calles Colectoras
Suministra comunicación entre las vías arteriales y las zonas residenciales,
comerciales e industriales de la ciudad, su principal característica es entregar
acceso la propiedad. De manera análoga capta el tráfico de las calles locales
residenciales y lo conecta con el sistema arterial. En las zonas comerciales,
industriales y similares este sistema puede constituir el total de la red vial de
estas zonas.
6.2.1.4. Sistema Urbano de Calles Locales
Abarca todas las vías que no están incluidas en los anteriores sistemas. Su
principal función es permitir el acceso directo a la propiedad y conectar a los
usuarios con los otros sistemas, habitualmente se eliminan los movimientos
directos para el tránsito, a fin de ofrecer un bajo nivel de movilidad.
(Gonzalez Vergara C. J., 2013, págs. 101-104)
38
6.2.2. Autopistas Elevadas
Pueden construirse sobre un terraplén o sobre un viaducto. Son deseables
cuando se quiere evitar inconvenientes del terreno, zonas inundables,
densidad de servicios públicos en la parte baja, patrón densos de calles
locales o colectoras, o cuando es antieconómico construirla deprimida.
Las construidas sobre viaductos son las más difíciles de ajustar con el medio
ambiente. Se construyen mediante la implementación de viaductos
continuos, cuyo diseño depende de los requerimientos del tránsito, el
derecho de vía, la topografía, el suelo de fundación, el desarrollo urbanístico,
disponibilidad de materiales y consideraciones económicas. Las pilas se
ubican de manera tal que permitan espacios libres en la zona a nivel
destinados a otras necesidades viales o urbanísticas. (Gonzalez Vergara C.
J., 2013, pág. 114)
6.3. GEOREFERENCIACIÓN Y DIGITALIZACIÓN DE DATOS
6.3.1. Datos Ráster
Un ráster consta de una matriz de celdas (o píxeles) organizadas en filas y
columnas (o una cuadrícula) en la que cada celda contiene un valor que
representa información, como la temperatura. Los rásteres son fotografías
aéreas digitales, imágenes de satélite, imágenes digitales o incluso mapas
escaneados (Figura 5).
39
Figura 5 Representación Imagen Ráster
Fuente: ArcGis Resource Center
Los rásteres de imágenes suelen utilizarse como atributos en tablas: pueden
visualizarse con datos geográficos y se utilizan para transmitir información
adicional acerca de las entidades geográficas de mapas. (Esri, s.f.)
6.3.2. Vectorización
Un archivo vectorial es un conjunto de información binaria, conformado por
objetos geométricos independientes (líneas, polígonos y puntos). Cada uno
de estos objetos está definido por distintos atributos de forma, posición y
tamaño, compuestos por elementos de planimetría y altimetría.
Un archivo vectorial de datos geográficos de planimetría, se constituye por
todos los rasgos del paisaje geográfico en un solo plano horizontal (no se
presentan las alturas), y el archivo altimétrico está constituido por las curvas
de nivel y puntos acotados; las curvas de nivel son líneas que en un mapa
une todos los puntos que tienen la misma elevación; los puntos acotados son
40
puntos que indican la altura o elevación de un sitio, generalmente se utiliza
para indicar la mayor elevación; así como indicar la altura en una zona con
poca elevación. (Instituo Nacional de Estadística y Geografía, 2008)
6.3.3. Sistema de Referencia
Un sistema de referencia es el conjunto de convenciones y conceptos
adecuadamente modelados que permiten definir en cualquier momento la
proyección, ubicación y escala de tres ejes coordenadas (x, y, z).
El continente americano mediante SIRGAS (Sistema de Referencia
Geocéntrico para las Américas), está conformado por más de 180 estaciones
geodésicas de alta precisión. Antiguamente, el datum utilizado por ésta red
era definido por los parámetros del elipsoide GRS80. Ahora, la red MAGNA
es la que rige el sistema de coordenadas del país. (IGAC, 2004)
Un sistema de coordenadas es un conjunto de valores y puntos que permiten
definir unívocamente la posición de cualquier punto de un espacio.
(Agronomos)
6.3.4. Curvas De Nivel
Se usan para representar el relieve de un terreno y están definidas como
líneas que unen en un plano los puntos que tengan la misma cota o altura;
también se pueden definir como las curvas que se forman de la intersección
de un terreno con un plano horizontal. Son isolineas que unen puntos
41
situados a la misma altitud y que se trazan generalmente con un intervalo
determinado y equidistante para todo el terreno a cartografiar.
A pesar de que las curvas de nivel no proporcionan una imagen visual del
relieve tan clara como la técnica del sombreado sus análisis facilitan el
trabajo con una gran cantidad de información aspecto que le permite ser el
método más útil de la representación de relieve en los datos topográficos.
(Botia Flechas, Vargas Vargas, & Rincon Villalba, 2011, pág. 81)
6.3.5. Modelo Digital Del Terreno
Se denomina MDT al conjunto de capas (generalmente ráster) que
representan distintas características de la superficie terrestre derivadas de
una capa de elevaciones a la que se denomina Modelo Digital de
Elevaciones (MDE), es la representación abstracta de la realidad de
distribución espacial uniforme continua, se representan las alturas del terreno
como unidades o curvas de nivel. (Reyes, 2014)Puede definirse como una
representación estadística del terreno, en forma de números digitales, por
medio de un conjunto de puntos con coordenadas (x, y, z) respecto a un
sistema de georreferenciación conocido. (Martinez Casasnovas, 1999)
42
6.4. ANÁLISIS DE TRÁNSITO
6.4.1. Tránsito
Es la movilización de personas, animales o vehículos por una vía pública o
privada abierta al público según el Código Nacional de Tránsito Terrestre
(Ley 769 de 2002 Artículo 2).
Una traducción del Instituto de Ingenieros de Transporte (ITE), define la
Ingeniería de Tránsito como “aquella fase de la ingeniería de transporte que
tiene que ver con la planeación, el proyecto geométrico y la operación del
tránsito por las calles y carreteras, sus redes, terminales, tierras adyacentes
y su relación con otros modos de transporte”
6.4.2. Estudios de Tránsito
La información de la demanda de transporte de pasajeros y de carga y su
relación con la oferta, permite conocer las características y necesidades de la
población de la región, los niveles de servicio de la vialidad y características
de seguridad. Los estudios de tránsito sirven de base para el ordenamiento
del sistema vial, proyecto de nuevas vías, el mejoramiento de las existentes o
para la regulación del tránsito; también es un indicador del área de influencia
de los centros de población por lo cual se pueden soportar estudios
económicos y primordialmente estudios de pre factibilidad y factibilidad de un
proyecto (García, 1991, pág. 12)
43
6.4.3. Volúmenes Vehiculares
El Volumen vehicular es el número de vehículos que pasan por una sección
transversal de una vía durante un período específico de tiempo. (Cal&Mayor,
1998, pág. 4)Por lo cual, los aforos se hacen para determinar la composición
y volumen de tránsito en el sistema de carreteras de la región, determinar el
número de vehículos que viajan en la zona o a través de ella, evaluar el
índice de accidentes, como base para la clasificación de caminos, programar
la conservación y/o construcción de la vialidad y para la determinación de
pronósticos. (García, 1991, pág. 15).
𝑄 =𝑁
𝑇
(1)
Donde:
Q representa la cantidad de Vehículos que pasan por unidad de tiempo
(vehículo/periodo), N es el total de Vehículos que pasan y T es el periodo
determinado de tiempo
Para este cálculo se utilizan distintos métodos:
6.4.3.1. Volúmenes absolutos o totales:
Son los conteos de tránsito anual (TA), tránsito Mensual (T,M), tránsito
semanal (TS), tránsito diario (TD), tránsito horario (TH), y tasa de flujo (q),
siendo éste último el número total de vehículos que pasan durante un
periodo de tiempo inferior a una hora
44
𝑇𝐴 = ∑ 𝑇𝑀 = ∑ 𝑇𝑆 = ∑ 𝑇𝐷 =
365
𝑑=1
52
𝑠=1
12
𝑚=1
∑ 𝑇𝐻
8760
ℎ=1
(2)
6.4.3.2. Volúmenes promedio diarios:
Es el número total de vehículos que pasan durante un periodo de tiempo dado
(días completos), que incluyen los conteos de tránsito promedio diario anual
(TPDA) , tránsito Promedio Mensual (TPDM) y tránsito promedio diario
semanal (TPDS).
𝑇𝑃 =𝑁
𝑇
(3)
Donde:
N es el número de Vehículos que pasan durante T días, con la condición que
T sea mayor a 1 día y menor a 365 días
6.4.3.3. Volúmenes horarios:
Lo conforman: Volumen horario máximo anual (VHMA) el cual es la hora de
mayor volumen de las 8.760 horas del año, volumen horario de máxima
demanda (VHMD) es el periodo horario de máxima demanda que se puede
presentar durante un día, Volumen horario-décimo, vigésimo, trigésimo-anual
(10VH, 20VH, 30VH) ocurriendo en un punto o sección de un carril o de una
calzada durante un año determinado que es excedido por 9, 19 y 29
volúmenes horarios respectivamente y por último el volumen horario de
45
proyecto (VHP) que es la base para determinar las características
geométricas de la viabilidad.
6.4.3.4. Factor de Hora Pico
Es la relación entre el volumen horario de máxima demanda y el flujo máximo
presentado durante un periodo dado de dicha hora.
𝐹𝐻𝑃 =𝑉𝐻𝑀𝐷
𝑁(𝑞 𝑚𝑎𝑥)
(4)
Siendo:
VHMD el Volumen de vehículos en la Hora de Máxima Demanda, N es el
número de periodos durante la máxima demanda y q es el volumen máximo
de vehículos en el periodo de máxima demanda
Un volumen de hora pico o de máxima demanda, a menos que tenga una
distribución uniforme, no necesariamente significa que el flujo se constante
durante toda la hora. (Maturana, 2014, pág. 9)
0.25 > 𝐹𝐻𝑃 > 1.0 (5)
Considerando que si el factor de hora pico tiende a cero la característica del
flujo se considera inestable, si por el contrario se acerca a uno el flujo es
constante
46
6.4.4. Proyección De Tránsito
El diseño de una carretera nueva o la mejora de una existente se deben
basar no solo en el tránsito actual sino en el tránsito que se podría tener en
el futuro. Se debe diseñar entonces para el año para el cual se puede
estimar el tránsito con una razonable exactitud. Los ingenieros de tránsito
consideran que esto se puede hacer para un período máximo entre 15 y 25
años, siendo el de 20 años el más utilizado, pues el estimar el tráfico para un
período mayor no se justifica debido a que pueden ocurrir cambios en la
economía regional, y en la población de la zona que no pueden ser previstos
con ningún grado de seguridad, cambios que pueden modificar por completa
el volumen o comportamiento del tránsito en la vía. Los componentes del
tránsito futuro se dividen en dos grupos, el tránsito actual (TA) y el
incremento del tránsito (IT). (Ospina, 2002, pág. 79)
𝑇𝐹 = 𝑇𝐴 + 𝐼𝑇 (6)
6.4.4.1. Tránsito Actual
El tránsito actual es el volumen vehicular que usará la vía una vez sea
mejorada o cuando una nueva se dé al servicio.
Éste está constituido por:
Tránsito Existente (TE): antes del proyecto, es decir, el que usa la
misma vía que se va a mejorar, antes de que tal hecho ocurra. Para el
caso de una vía nueva este componente no existe o su valor es cero.
47
Tránsito atraído (Ta): El proyecto atrae tránsito de otras vías
existentes, ya que para algunas zonas del proyecto, cuando esté
construido o mejorado, ofrecerá más ventajas a los usuarios que otras
vías existentes. (Ospina, 2002, pág. 80)
𝑇𝐴 = 𝑇𝐸 + 𝑇𝑎 (7)
6.4.4.2. Incremento de Tránsito
El incremento de tránsito hace referencia al volumen que se espera use la
vía en el año futuro seleccionado para el proyecto. Para esto, al tránsito
actual, el que tendría la vía en el momento de entrar en servicio, se le debe
agregar el crecimiento normal del tránsito (CNT), el tránsito generado (TG) y
el tránsito por desarrollo de la zona (TD) como se puede apreciar en la figura
6 (Ospina, 2002, pág. 81).
Crecimiento Normal del tránsito (CNT): Considera el crecimiento de
la población del área de influencia y además, la probable evolución en
el número y tipo de vehículos.
Tránsito Generado (TG): Es el tránsito debido a los viajes en
vehículos automotores que no se habrían hecho de no haberse dado
el servicio la vía. Según estudios se presentan principalmente en los
dos primeros años de la vida útil de la vía y es del orden del 5.0% o un
poco mayor con relación al tránsito normal. (Cal&Mayor, 1998, pág. 4)
48
Tránsito Desarrollado (TD): El TD es el incremento del volumen de
tránsito debido a las mejoras en el suelo adyacente a la vía.
𝐼𝑇 = 𝐶𝑁𝑇 + 𝑇𝐺 + 𝑇𝐷 (8)
Por lo cual, se tiene que el tránsito Futuro será:
𝑇𝐹 = 𝑇𝐸 + 𝑇𝑎 + 𝐶𝑁𝑇 + 𝑇𝐺 + 𝑇𝐷 (9)
Figura 6 Componentes del Volumen del Tránsito Futuro
Fuente: Ingeniería de Tránsito y Transporte. Ing. Henry Martínez Barbosa -2013
6.4.5. Velocidad
La velocidad de un vehículo está definida como la distancia de viaje por
unidad de tiempo. La mayor parte de las veces, cada vehículo en la vía
tendrá una velocidad que es un tanto distinta del resto alrededor de él.
𝑉 = 𝑥 ∗ 𝑡 (10)
49
Donde:
x = distancia recorrida (km)
t = tiempo de recorrido (h)
Uno de los indicadores que más se utiliza para medir la eficacia de un
sistema vial es la velocidad de los vehículos. (Raul H Ortiz, 2007, pág. 223)
6.4.5.1. Estudios de Velocidad de Punto
En el manual para el estudio de tránsito y transporte se refieren a los
estudios de velocidad de los vehículos en determinado punto de una carrera
o de una calle, están diseñados para medir las características de velocidad
en un lugar específico, bajo las condiciones prevalecientes del tránsito y del
estado del tiempo en el momento de llevar a cabo el estudio que permiten
obtener la distribución de velocidades por grupos de usuarios
El método más utilizado para el registro de velocidades de punto es el de
cronometro, en el cual se demarca una distancia determinada (25m- 80m)
en el pavimento y se miden los tiempos que tardan los vehículos en
recorrerla
Para el procesamiento de la información se realiza una reducción la cual
comprende las operaciones aritméticas necesarias para expresar la velocidad de
los vehículos en las unidades que se desean, puede requerir la conversión de
tiempos de recorridos en velocidades. También se considera reducción a el
ordenamiento de los valores de las velocidades en tablas, su agrupación en
50
clases dentro de ciertos intervalos, el cálculo del porcentaje que cae en cada
clase, la acumulación de esos porcentajes hasta cada clase partiendo de la
primera o la última clase y la representación gráfica de los porcentajes
individuales y acumulados en forma de histogramas y ojivas. Estas últimas
actividades lindan con el análisis.
Figura 7 Distribución Acumulativa de Velocidades Puntuales
Fuente: Manuales Para el Estudio de Tránsito y Transporte, Cal & Mayor y Asociados -1998
De la figura 7, se obtienen los percentiles P15, P50, P85 y P98. Donde, el
percentil 15 se refiere al límite inferior de la velocidad. El percentil 50 es
utilizado como una medida de la calidad de flujo vehicular y es
aproximadamente igual a la velocidad media. El percentil 85 es la velocidad
crítica a la cual debe establecerse el límite máximo de velocidad en conexión
51
con los dispositivos de control del tramo que la deben restringir. Por último el
percentil 98 se utiliza para establecer la velocidad del proyecto o de diseño.
6.5. ANALISIS DE CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO
6.5.1. Carril
Carril es la parte de la vía cuya sección transversal está destinada a la
circulación de un solo vehículo. El número de carriles varía de 4 a 8, para su
determinación deberán realizarse estudios de capacidad de la vía. En la
proximidad a intersecciones puede ser necesario incluir uno o más carriles
para los vehículos que giran; debiendo garantizarse el balance de los
carriles. (Gonzalez Vergara C. J., 2013, pág. 112)
6.5.2. Calzada
De igual manera en las notas de clase del Ing. Carlos González, define y
especifica la calzada como: la parte de la carretera destinada a la circulación
de vehículos. En el caso de vías de dos carriles con circulación en ambos
sentidos, el ancho de la calzada lo constituye la suma del ancho de los dos
carriles.
6.5.3. Capacidad Vial
Es el máximo número de vehículos que puede transitar por un punto o tramo
uniforme de una vía en los dos sentidos, en un periodo determinado de
tiempo, en las condiciones imperantes de la vía y el tránsito. Para determinar
52
la capacidad de una vía, se parte de una capacidad ideal de la misma (3200
automóviles por hora en ambos sentidos), la cual se ve reducida al ser
multiplicada por varios factores de corrección que representan la medida
aproximada en que la vía real se aleja de las condiciones ideales (Herrera,
2008, pág. 16)
6.5.4. Niveles De Servicio
Es la calidad del servicio ofrecido por una carretera a sus usuarios, reflejada
en el nivel de satisfacción o de contrariedad experimentado por los mismos al
usar la vía.
El Manual del INVIAS define seis niveles de servicio para Colombia que van
desde el A al F, así:
6.5.4.1. Nivel de Servicio A
Representa flujo libre en una vía cuyas especificaciones geométricas son
adecuadas. Hay libertad para conducir con la velocidad deseada y la
facilidad de maniobrar dentro de la corriente vehicular es sumamente alta, al
no existir prácticamente interferencia con otros vehículos y contar con
condiciones de vía que no ofrecen restricción por estar de acuerdo con la
topografía de la zona.
6.5.4.2. Nivel de Servicio B
Comienzan a aparecer restricciones al flujo libre o las especificaciones
geométricas reducen algo la velocidad. La libertad para conducir con la
53
velocidad deseada y la facilidad de maniobrar dentro de la corriente vehicular
se ven disminuidas, al ocurrir ligeras interferencias con otros vehículos o
existir condiciones de vía que ofrecen pocas restricciones. Para mantener
esta velocidad es preciso adelantar con alguna frecuencia otros vehículos. El
nivel general de libertad y comodidad que tiene el conductor es bueno
6.5.4.3. Nivel de Servicio C
Representa condiciones medias cuando el flujo es estable o empiezan a
presentarse restricciones de geometría y pendiente. La libertad para conducir
con la velocidad deseada dentro de la corriente vehicular se ve afectada al
presentarse interferencias tolerables con otros vehículos o existir deficiencias
de la vía que son en general aceptables. El nivel general de libertad y
comodidad que tiene el conductor es adecuado.
6.5.4.4. Nivel de Servicio D
El flujo todavía es estable y se presentan restricciones de geometría y
pendiente. No existe libertad para conducir con la velocidad deseada dentro
de la corriente vehicular, al ocurrir interferencias frecuentes con otros
vehículos, o existir condiciones de vía más defectuosas. El nivel general de
libertad y comodidad que tiene el conductor es deficiente.
6.5.4.5. Nivel de Servicio E
Representa la circulación a capacidad cuando las velocidades son bajas pero
el tránsito fluye sin interrupciones. En estas condiciones es prácticamente
54
imposible adelantar, por lo que los niveles de libertad y comodidad son muy
bajos. La circulación a capacidad es muy inestable, ya que pequeñas
perturbaciones al tránsito causan congestión. Aunque se han tomado estas
condiciones para definir el nivel E, este nivel también se puede alcanzar
cuando limitaciones de la vía obligan a ir a velocidades similares a la
velocidad a capacidad, en condiciones de inseguridad.
6.5.4.6. Nivel de Servicio F
Representa la circulación congestionada, cuando el volumen de demanda es
superior a la capacidad de la vía y se rompe la continuidad del flujo. Cuando
eso sucede, las velocidades son inferiores a la velocidad de diseño y el flujo
es muy irregular. Se suelen formar largas colas y las operaciones dentro de
éstas se caracterizan por constantes paradas y avances cortos. También
condiciones sumamente adversas de la vía pueden hacer que se alcancen
velocidades e irregularidades en el movimiento de los vehículos semejantes
a las descritas anteriormente.
6.5.5. HCM2000
El programa HCS 2000 implementa los procedimientos definidos en el
Highway Capacity Manual (HCM) para cada elemento del sistema vial.
Debido a que la metodología del HCM ofrece un procedimiento manual que
se puede ejecutar usando hojas de trabajo y realizando cálculos
matemáticos, relativamente sencillos, pero laboriosos, que consumen tiempo
importante, se han desarrollado programas informáticos, que ejecutan, con
55
bastante precisión, los procedimientos del HCM en la computadora, de
manera muy rápida. Entre ellos HCS 2005 y HCM 2000.
6.6. DISEÑO GEOMÉTRICO
6.6.1. Definición
Es el área de la ingeniería civil que busca definir el diseño y trazo de una
carretera mediante la interrelación de los alineamientos horizontal, vertical y
transversal requiriendo concordancia y conveniencia entre ellos. El diseño
debe garantizar la operación homogénea a través de su trazo y, de esta
manera, la comodidad y seguridad a los distintos usuarios.
6.6.2. Diseño Geométrico Horizontal
Es el proceso de correlación entre sus elementos físicos y las características
de operación de vehículos mediante el uso de las matemáticas, la física y la
geometría. En este sentido la carretera queda geométricamente definida por
el trazado de su eje en planta y en perfil por el trazado de su sección
transversal.
El diseño geométrico en planta de una carretera, o alineamiento horizontal,
es la proyección sobre un plano horizontal de su eje real o espacial. Dicho
eje horizontal está constituido por una serie de tramos rectos denominados
tangentes, entrelazados entre sí por curvas. (Cardenas Grisales)
56
6.6.2.1. Curvas Circulares
En su manual, el Ingeniero John Jairo Agudelo especifica que en el diseño
de carreteras las curvas circulares simples corresponden a arcos de
circunferencia de un solo radio empleados para unir dos tangentes o
elementos rectos del alineamiento horizontal. Los elementos que hacen parte
de ella se muestran en la figura 8.
Para definir una curva circular se parte de del ángulo de deflexión, definido
como aquel que se mide entre un alineamiento y la prolongación del
alineamiento anterior, corresponde al ángulo central de la usualmente
llamado delta (Δ), el punto de tangencia entre el circulo y la recta,
correspondiente al inicio de la curva, se denomina PC y el punto de
tangencia donde termina la curva es el PT.
Figura 8 Geometría de una Curva Circular Simple
Fuente: Diseño Geométrico de Vías, Jhon Jairo Agudelo – pag 142
57
Se llama tangente, T, al segmento PI-PC, que es igual al segmento PI - PT.
Si se trazan las normales a la poligonal en el PC y en el PT se interceptarán
en el punto o, centro de la curva.
El grado de curvatura, G, es el ángulo central subtendido por una cuerda
cuya longitud es la distancia constante definida entre estaciones redondas
para los tramos en curva, la distancia PI-M se denomina externa, o sea la
distancia entre el PI y el punto medio de la curva, La longitud de la curva
circular será la longitud de la poligonal inscrita
6.6.2.2. Curvas Espirales
Son alineaciones de curvatura variable en su recorrido; cuyo objeto es
suavizar las discontinuidades de la curvatura y pendiente transversal
(transición del peralte). Se evita con ellas, por tanto, un cambio brusco de la
aceleración radial, y en el control de la dirección del vehículo; y se dispone
de longitudes suficientes, que permiten establecer un peralte y un
sobreancho adecuados, modificar el ancho de la calzada y realzar la estética
de la vía.
Por lo anterior se muestra gráficamente una curva compuesta por una espiral
de entrada, un arco circular central y una espiral de salida en la figura 9.
(Ospina, 2002)
58
Figura 9 Geometría de Una Curva Espiral-Circulo-Espiral
Fuente: Diseño Geométrico de Vías, Jhon Jairo Agudelo – pag 142
Geométricamente los elementos corresponden a:
TE = Punto de empalme entre la recta y la espiral
EC = Punto de empalme entre la espiral y el arco circular
CE = Punto de empalme entre el arco circular y la espiral
ET = Punto de empalme entre la espiral y la recta
= Deflexión de la curva.
Rc = Radio curva circular
Le = Longitud curva espiral
= Delta o deflexión curva espiral
Xe = Coordenada X de la espiral en los puntos EC y CE
59
Ye = Coordenada Y de la espiral en los puntos EC y CE
r = Disloque = Desplazamiento del arco circular con respecto a la
tangente
Te = Tangente de la curva. Distancia TE – PI y PI - ET
Ee = Externa
Tl = Tangente larga. Distancia entre TE o ET y PI
Tc = Tangente corta. Distancia entre PI y EC o CE
Ce = Cuerda larga de la espiral. Línea que une TE con EC y CE con
ET
Δc = Deflexión de la curva circular
G = Grado de curvatura circular
Lc = Longitud curva circular
Cc = Cuerda larga circular
6.6.3. Diseño Geométrico Vertical
Es la proyección del eje real o espacial de la vía sobre una superficie vertical
paralela al mismo. Debido a este paralelismo, dicha proyección mostrara la
longitud real del eje de la vía. A este eje también se le denomina rasante o
subrasante. Las autopistas a doble nivel que se construyen sobre terraplén
deben tener la suficiente altura para permitir que las calles que le crucen
pasen por debajo. Generalmente se ubican en zonas suburbanas donde se
dispone del suficiente espacio para ubicar el terraplén, de lo contrario el
60
terraplén deberá confinarse dentro de muros. (Gonzalez Vergara C. J., 2013,
pág. 114)
Las curvas verticales como parte fundamental del alineamiento vertical, son
las que enlazan dos tangentes consecutivas del alineamiento vertical para
que, en su longitud, se efectúe el paso gradual de la pendiente de la
tangente de entrada a la de la tangente de salida. Deben dar como resultado
una vía de operación segura y confortable. Las curvas verticales además de
dividirse en simétricas y asimétricas, teniendo en cuenta las longitudes,
también se clasifican de acuerdo a las pendientes en cóncavas y convexas.
(Gonzalez Vergara, Rincon Villalba, & Vargas Vargas, 2012)
6.6.3.1. Curvas cóncavas
Una curva cóncava presenta su concavidad hacia abajo cuando dados dos
puntos cualesquiera el segmento que los une queda por debajo de la curva.
Para verificar la longitud mínima de ésta curva es necesario verificar los
criterios de operación y seguridad.
Como se observa en la figura 10 La curva del Caso 1, cuando las pendientes
tienen diferente signo, presenta a lo largo de su trayectoria un punto de cota
máxima, mientras que para los otros dos casos, 2 y 3, el punto de cota
máxima de la curva estaría ubicado al principio y al final de esta,
respectivamente.
61
Figura 10 Geometría de las Curvas Cóncavas
Fuente: Diseño Geométrico de Vías, John Jairo Agudelo – pág. 413
6.6.3.2. Curvas Convexas
Una curva convexa presenta su concavidad hacia arriba si dados dos puntos
de la curva el segmento que los une queda por encima de la curva. Para
verificar la longitud mínima de ésta curva es necesario verificar los criterios
de operación y seguridad.
En la figura 11 se denota que para este tipo de curva, existe en el Caso 4, un
punto en la curva donde se presenta la cota mínima. Los otros dos casos, 5 y
6, presentan su cota mínima sobre la curva al principio y al final de esta,
respectivamente.
62
Figura 11 Geometría de las Curvas Convexas
Fuente: Diseño Geométrico de Vías, John Jairo Agudelo – pág. 414
6.6.4. Diseño Geométrico Secciones Transversales
Consiste en la definición de la ubicación y dimensiones de los elementos que
forman la carretera, y su relación con el terreno natural, en cada punto de
ella sobre la sección normal al alineamiento horizontal. De esta manera se
podría fijar la rasante y el ancho de la faja que ocupara la futura carretera, y
así estimar las áreas y volúmenes de tierra a mover. La sección transversal
típica adoptada influye en la capacidad de la carretera, en los costos de
adquisición de zonas, en la construcción, mejoramiento, rehabilitación,
mantenimiento y en la seguridad y comodidad de los usuarios, Quiere decir,
que la sección transversal de una carretera puede cambiar por tramos a lo
largo del proyecto, dependiendo de cómo sea el comportamiento de los
factores que la definen.
63
Los elementos que conforman y definen la sección transversal son: ancho de
zona o derecho de vía, banca, corona, calzada, bermas, separador, carriles
especiales, bordillos, andenes, cunetas, defensas, taludes y elementos
complementarios. (Cardenas Grisales, pág. 349).
En la figura 12 se puede observar un ejemplo de una sección transversal de
viaducto con medidas, parecida a la que se manejara en el proyecto.
Figura 12 Sección Transversal Viaducto
Fuente: MetroRey BlogSpot, Análisis Comparativo de Secciones, José Ramírez Lozano
64
7. METODOLOGÍA
7.1. MODELO DIGITAL DEL TERRENO
7.1.1. Adquisición De Información Cartográfica
Teniendo en cuenta que es información obtenida de fuentes secundarias,
como primera medida se identifican geográficamente el inicio y final del tramo
en el cual se desarrolla el proyecto, ya que en este caso la mayor parte del
tramo pertenece a la ciudad de Bogotá y la parte inicial al municipio de Funza
se requieren dos tipos de cartografía; las planchas ubicadas dentro de
Bogotá son adquiridas a escala 1:2000 y la plancha restante perteneciente
Cundinamarca está en escala 1:100000. A continuación se ingresa al
aplicativo del IGAC (Instituto Geográfico Agustín Codazzi) y se extraen los
números de planchas cartográficas necesarias (13) relacionadas en la tabla
1.
Tabla 1 Planchas Cartográficas Requeridas
Fuente: Elaboración Propia
E-83 E-94 H-5 H-26
E-84 E-95 H-15 H-36
E-93 H-4 H-25 H-37
227-IV-B-3
Bogotá D.C
Escala 1:2000 Cundinamarca
Escala 1:10000
65
Éstas planchas cartográficas fueron realizadas en el año 1978 con
coordenadas cartesianas con origen en la intersección con el meridiano, con
coordenadas planas: N: 109320.365m, E: 92334.879m con cotas referidas al
nivel del mar.
Debido a la desactualización cartográfica a la fecha y la poca facilidad de
interpretación a la hora de poder digitalizar las curvas, se recurre al catálogo
de datos geográficos del IDECA (Infraestructura de Datos Espaciales para el
Distrito Capital), donde se encuentra el mapa correspondiente a las curvas
de nivel, esta información fue empleada como insumo adicional para la
generación del modelo digital de elevación y establecimiento del sistema de
coordenadas del proyecto.
La información base utilizada para el presente proyecto puede encontrarse
en su totalidad en el anexo 1.
7.1.2. Georreferenciación
Debido a que la información adquirida es descargada en formato Shape
(.shp), gracias al software ArcGis y su módulo ArcMap se realiza el proceso
tanto de identificación de sistema de referencia como de transformación de
proyecciones del archivo. El sistema de coordenadas en el cual se
encuentran las curvas de nivel son planas cartesianas Geodetic Reference
System (GRS_MAGNA) de 1980.
66
Con la ayuda de la extensión ArcToolbox y su herramienta de conversión de
coordenadas (Projections and Transformations) se permite realizar la
migración de la proyección GRS_MAGNA 1980 a MAGNA Colombia Bogotá
siendo MAGNA SIRGAS el datum oficial de Colombia, el cual tiene como
origen las coordenadas Latitud (φ): 4°35’46.3215” N y Longitud (λ):
74°04’39.0285”W con un valor asignado proyectado de 1’000.000 m Norte y
1’000.000 m Este.
Una vez transformado, para que no presente conflicto con las curvas
originales, se crea una nueva Data Frame insertando el Shape con sistema
de coordenadas MAGNA Colombia Bogotá. Se adicionan otras capas
necesarias para realizar una fácil identificación del corredor de la Calle 13 y
sus intersecciones, como la calzada de la calle 13, la localidad de Fontibón, y
los puentes y/o estructuras elevadas que en el trayecto se presentan, dichas
capas se pueden encontrar en el anexo 1.2 en formatos Shape, kmz y dwg.
Gracias a la herramienta de Clip en la extensión ArcToolbox se realiza el
recorte de las curvas con la delimitación de la localidad de Bogotá N° 9 para
que solo se posea información del área directa del proyecto. Como se
aprecia en la figura 13.
67
Figura 13 Curvas de Nivel Fontibón
Fuente: Elaboración Propia Software ArcGis, ArcMap
68
Para la Vectorización de las curvas de nivel comprendidas en el área del
municipio de Funza (227-IV-B-3) se utiliza el software Microstation V8I
(Bently) donde se escala la cartografía gracias a la herramienta Ráster
Manager y mediante una grilla dibujada y georreferenciada con las
coordenadas planas existentes en la cartografía se integra con la imagen
ráster subida. Una vez realizado este proceso, la imagen es guardada en
extensión GEOTIFF (.tiff) para almacenar la ubicación geográfica de la
cartografía en la imagen.
En AutoCAD, se abre la imagen georreferenciada digitalizando los puntos
fotogramétricos en ella existentes representando la cota, una vez extraídas
las coordenadas de dichos objetos (puntos) se conforma un archivo en Excel
delimitado por comas (.csv) con las características espaciales y de elevación
de cada punto en la cartografía.
7.1.3. Modelo Digital Del Terreno
Una vez adquirido el nuevo Shape con las coordenadas deseadas se
requiere crear la superficie del terreno, esto se realiza con AutoCAD Civil 3D.
El software permite conectar directamente a un almacén de datos GIS de
importación, en este caso contornos sin ningún tipo de datos intermedios o
conversión de archivos.
Para importar datos de un almacén SIG y crear una superficie Civil 3D se
recurre a una herramienta denominada: Create Surface From GIS Data,
69
seleccionando el archivo (.shp) como el tipo de fuente de datos. Finalmente
se adiciona la superficie creada al espacio de trabajo.
De esta manera se adquiere el modelo de terreno de la ciudad de Bogotá.
Para la zona rural se requiere la nube de puntos creada anteriormente, la
cual es adicionada a la superficie existente como archivo de puntos
independiente asegurando en opciones avanzadas la transformación de
coordenadas si es posible.
7.2. ANALISIS DE CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO
7.2.1. Aforos (Campo)
Definiendo previamente los extremos del alineamiento, se ubican
estratégicamente dos lugares, el primero ubicado en el peaje “Rio Bogotá”
cubriendo ambos sentidos y el otro en la Calle 13 con Av. Cali de igual forma
aforando movimiento 3 y 4 (Ver Figura 14). Se realiza una visita exploratoria
a las zonas para divisar la composición vehicular de la vía, con el fin de
determinar el personal requerido.
La planificación se realiza de acuerdo a las categorías vehiculares que se
explicarán más adelante y movimientos existentes, programando los conteos
en días típicos (martes, miércoles y jueves). La organización realizada se
puede ver en el Anexo 3.1.1
70
Figura 14 Ubicación Geográfica Aforos Vehiculares
Fuente: Elaboración Propia, Google Earth
De acuerdo a la Codificación de los movimientos vehiculares en
intersecciones Cuadro 5.1 del manual de tránsito de Cal & Mayor (ver tabla
2), Los movimientos a aforar en el proyecto corresponden al sentido W-E
(Movimiento 3) y el sentido E-W (Movimiento 4). A cada aforador se le
proporcionan 6 formatos diarios para el registro de aforos vehiculares con un
intervalo de 15 minutos.
71
Tabla 2 Formato de Estudio Volúmenes Vehiculares
Fuente: Manual para el estudio de Tránsito y Transporte Cal & Mayor, Pág. 18, 1998
ESTUDIO DE VOLÚMENES
VEHICULARES
FOR MAT O DE CAMPO
Fecha: (D.M.A.)____________________ In ter sección: _____________________________ Hoja : _____ De: _____
Hora In icio: ___________ Hora F inal:_____________ __________________________
Condición Climát ica: ____________________________ Movimientos Aforados:
Aforador :______________________________________ __________________________
Supervisor : ____________________________________
Movim. Camiones
No. C2 C3 C4 C5 >C5
_____ ______
TOTAL
_____ ______
TOTAL
_____ ______
TOTAL
_____ ______
TOTAL
Observaciones:
Firma Supervisor : ______________________ Firma Aforador : ________________________
Busetas Motos
ESPACIO PARA CONSIGNAR EL NOMBRE DEL
ESTUDIO A ADELANTAR
Período Autos Buses
ESPACIO PARA CONSIGNAR LA RAZON SOCIAL Y/O
LOGOTIPO DE LA ENTIDAD CONTRATANTE Y DE LA
FIRMA CONSULTORA
Croquis
72
Cada aforador Clasifica los vehículos observados de la siguiente manera:
• Autos: Son todos los vehículos livianos (de cuatro ruedas).
• Buses: incluyen los buses y busetas.
• Camión C2: Camión de dos (2) ejes.
• Camión C3: Camión de tres (3) ejes.
• Camión C4: Camión de cuatro (4) ejes.
• Camión C5: Camión de cinco (5) ejes.
• Camión >C5: Camión de más de cinco (5) ejes.
Visualmente los aforadores identificarán los vehículos de la siguiente
manera:
Figura 15 Clasificación de los Camiones
Fuente: Ministerio del Transporte. Instituto Nacional de Vías, 1988
C2 C4 = C3 - S1
C3 C5 = C3 - S2
C4 C6 = C3 - S3
C3 = C2 - S1 C4 = C2 - R2
C4 = C2 - S2 C5 = C3 - R2
73
Los registros se realizan en forma individual anotando “palitos” para cada
vehículo de acuerdo con el tipo de vehículo a medida que van entrando al
campo visual del aforador, de ésta manera se obtiene el total de vehículos
que pasan por la vía cada 15 minutos completando así un formato
diligenciado por cada hora aforada. (Ver anexos 3.1.2 y 3.1.3)
7.2.2. Toma de Velocidades
Para obtener información sobre velocidades y tiempos de recorridos en el
área de influencia, se determinan los puntos donde se realiza la medición de
velocidad en la misma ubicación de los aforos, tomando como longitud base
una longitud de 50 metros con un tamaño de muestra previamente definido
de 58 observaciones mínimas para las zonas urbanas, y la zona intermedia
(Peaje) requiere 69 observaciones mínimas para su correcto análisis.
En campo, los observadores sobre el pavimento marcaron los 50 metros y
registraron el tiempo en segundos que tarda un vehículo en recorrer la
longitud definida, cuidando que la separación vehicular sea de mínimo 5
segundos para que el análisis se pueda realizar a flujo libre. Se tomaron 70
muestras vehiculares en ambos sentidos en cada extremo del tramo de la
Calle 13 comprendida en el proyecto, diferenciando los tipos de vehículos y
anexando los datos en el formato dado por la tabla 3.
74
Tabla 3 Formato toma de Velocidades
Fuente: Manual para el estudio de Tránsito y Transporte Cal & Mayor, Pág. 57, 1998
ESTUDIO DE VELOCIDAD P UNTUAL
FOR MAT O DE CAMPO
Fecha: (D.M.A.)__________________________________ Localización: _____________________________________ Hoja: _____ De: _____
Hora In icio: ___________ Hora F inal:_____________ Estado del pavimento: _____________________________ Sent ido: ________________
Condición Climát ica: _____________________________ Longitud Base (si se usó): ________________ met ros Procedimiento: ___________
Aforador :_______________________________________ Supervisor : _____________________________________ ________________________
NºLe ctu ra
1
[Se g.] - [KP H]
Tipo de
Ve h ícu lo 2 Nº
Le ctu ra 1
[Se g.] - [KP H]
Tipo de
Ve h ícu lo 2 Nº
Le ctu ra 1
[Se g.] - [KP H]
Tipo de
Ve h ícu lo 2 Nº
Le ctu ra 1
[Se g.] - [KP H]
Tipo de
Ve h ícu lo 2
1 26 51 76
2 27 52 77
3 28 53 78
4 29 54 79
5 30 55 80
6 31 56 81
7 32 57 82
8 33 58 83
9 34 59 84
10 35 60 85
11 36 61 86
12 37 62 87
13 38 63 88
14 39 64 89
15 40 65 90
16 41 66 91
17 42 67 92
18 43 68 93
19 44 69 94
20 45 70 95
21 46 71 96
22 47 72 97
23 48 73 98
24 49 74 99
25 50 75 100
N otas:
1 Depende de si se m iden tiem pos de recorrido o velocidaddes (em pleando Cronóm etro o Radar respectivam ente).
Constituyen un "pelotón" los vehículos que se siguen a corta d istancia. en él, se m ide solam ente la velocidad del que encabeza el pelotón.
Observaciones:
Firma Supervisor : ___________________________ Firma Aforador : ____________________________
2 L = Autom óviles a flu jo libre; B = Bus o Buseta a flu jo restringido; BL = Bus o Buseta a flu jo libre; C = Cam ión a flu jo restringido; CL = Cam ión a flu jo libre; S i se trata de
un autom óvil a flu jo restringido, no se registra nada.
ESPACIO PARA CONSIGNAR EL NOMBRE DEL
ESTUDIO A ADELANTAR MEDIDAS DE VELOCIDAD O TIEMP O DE RECORRIDO
ESPACIO PARA CONSIGNAR LA RAZON SOCIAL Y/O
LOGOTIPO DE LA ENTIDAD CONTRATANTE Y DE LA FIRMA
CONSULTORA
75
7.2.3. Adquisición De Volúmenes Vehiculares Años Anteriores
Debido a la necesidad de los aforos vehiculares para realizar la proyección
de tránsito (20 años), se identifica la ubicación de las estaciones maestras a
cargo de la secretaria de Movilidad donde se encuentra que la estación
maestra “AK_86_X_AC_17 “está ubicada cerca al tramo inicial del proyecto
como se evidencia en la figura 14, por lo tanto se realiza la solicitud a la
secretaría de Movilidad la cual nos proporciona un histórico vehicular de 5
años anteriores (2010,2011,2012,2013,y 2014) de dicha estación incluyendo
el aforo de 3 días típicos en el año 2014. (Ver Anexo 1.3)
En el otro extremo, en el Peaje “Rio Bogotá” se pretende realizar el mismo
procedimiento, realizándose la solicitud a la ANI (Agencia Nacional de
Infraestructura) ya que el peaje hace parte de la concesión “Fontibón –
Facatativá – Los Alpes”. La ANI nos proporciona información de tráfico
mensual de los años 2011, 2012 y 2013 (Ver anexo 1.4)
7.2.4. Cálculo Factor Hora Pico
Para el análisis de volúmenes vehiculares de los aforos realizados en el
peaje “Rio Bogotá” y en la Calle 13 con Av. Cali se organizan los datos de tal
manera que se disminuyan las categorías vehiculares dejando así solo tres
de ellas:
Autos: Automóvil, Taxi, Campero, Pick-Up y Microbuses
Buses: Buseta y Bus
76
Camiones: Camión 2 ejes pequeño, Camión 2 ejes grande y Camión
de 3, 4, 5 y 6 ejes.
Agrupando los datos cada 15 minutos en 4 periodos (1 hora) se halla el
volumen Horario de mayor tránsito conociendo así cual es la hora de mayor
tránsito en el día y el sentido aforados y cuantos vehículos mixtos pasaron.
Luego, se extrae el volumen máximo vehicular en el periodo de máxima
demanda para así aplicado la ecuación 4 en el numeral 5.4.3.4. Para
calcular el factor de hora pico.
7.2.5. Cálculo Composición Vehicular
Una vez sumados todos los vehículos de la hora pico estén sumados se
toma este como el 100% para luego calcular el porcentaje de autos, buses y
camiones que pasan en la hora de máxima demanda.
7.2.6. Cálculo De Velocidades
Una vez separados los datos en intervalos de igual magnitud para apreciar
más fácilmente la variación de velocidad, se cuentan una a una las
velocidades que están en el intervalo dado a lo que se denomina Frecuencia
observada, extrayendo los porcentajes incluidos en cada rango. La
frecuencia acumulada será a su vez la suma de las frecuencias observadas
anteriores calculando su respectivo porcentaje.
77
Se grafica la velocidad contra la frecuencia absoluta obteniendo un histograma
de frecuencias que indica la cantidad de vehículos que pasaron a una velocidad
determinada. La curva de distribución de frecuencias es la representación del
histograma con su funcionalidad pero solamente grafica la curva obteniendo
los mismos resultados. Luego, se calcula matemáticamente los percentiles
15, 50, 85 y 98 que respectivamente representan la velocidad mínima,
media, máxima de operación y la velocidad de Diseño, gracias a las
ecuaciones de cálculo de percentiles en datos agrupados. Una vez obtenidos
los percentiles, se dibuja la ojiva porcentual con la frecuencia acumulada
relativa vs el último intervalo de velocidad de los rangos dados inicialmente.
Los percentiles hallados matemáticamente deben coincidir en la gráfica de la
ojiva porcentual.
7.2.7. Proyección De Tránsito
Para conocer las condiciones óptimas de la vía realizando el análisis de
capacidad y niveles de servicio, se espera que la vía cumpla con los
requerimientos de seguridad y comodidad en una vida útil de 20 años. Se
proyecta el volumen vehicular a 20 años ya que estimar el tráfico para un
período mayor no se justifica debido a que pueden ocurrir cambios en la
economía regional, y en la población de la zona que no pueden ser previstos
con ningún grado de seguridad, cambios que pueden modificar por completo
el volumen o comportamiento del tránsito en la vía.
78
La proyección se realiza teniendo en cuenta los datos de los volúmenes de
tránsito correspondientes desde el año 2010 hasta el 2014 suministrados por
la secretaria de movilidad y los aforos realizados, tomando éste último año
como el año de planeación del proyecto, considerando que la construcción
de la vía se demore aproximadamente 2 años (2016) se realiza la
proyección, a partir de allí a 20 años por lo cual el volumen de tráfico
vehicular se proyectará para el año 2036.
Por lo anterior, el dato necesario para realizar el análisis de capacidad y
niveles de servicio es el Tránsito Desarrollado del año 2036 por lo que se
inicia con el proceso así:
Debido a que la información de Tránsito Promedio Diario otorgada por la
secretaria de movilidad en los años anteriores está agrupada en varios datos
para cada año, se determina el mayor valor anual, el cual corresponderá al
TPD anual desde el 2010 hasta el 2014. Gracias a estos valores, se genera
la gráfica “Línea de Tendencia” para realizar una regresión matemática de
tipo lineal hallando el coeficiente de correlación y determinando los valores
estimados de tránsito promedio diario para los años proyectados.
Para calcular el Tránsito Futuro (TF) se hace uso de la ecuación que se
genera, teniendo en cuenta que el valor “x” es el correspondiente a cada año
(1=2010, 2=2011,..., 27=2036). A partir de estos datos, se obtiene el
79
Porcentaje de Crecimiento y el Volumen Horario de Diseño (VHD) para los
años entre el 2015 y el 2036.
Una vez calculado el Volumen de Diseño, se necesita saber cuál es la
cantidad de vehículos que acogerá la autopista de las vías ya existentes
interconectadas al proyecto, para lo cual se definió un porcentaje de Tránsito
Atraído (Ta) del 40% VHD. Para calcular cual es la tasa de nuevos vehículos
que circularán por la vía, se estima el 5% del Ta, a lo cual se denominará
Tránsito Generado (TG). Por último, el incremento del volumen de tránsito
debido a las mejoras en el suelo adyacente a la carretera que se designa
como Tránsito Desarrollado (TD) será el 15% del Ta más el TG del año
correspondiente, hasta llegar al valor del TD para el año 2036; valor, que
como se nombró anteriormente que es necesario para el análisis y
especificaciones de la vía a ingresar al programa HCS 2000.
Este procedimiento solo se realiza para el extremo de la Calle 13 con Av.
Ciudad de Cali debido a que fue imposible conseguir datos de Tráfico Diario
para los años del 2010 al 2014 en el extremo del Peaje “Rio Bogotá”. Por lo
tanto, se considera que el comportamiento del tráfico en el extremo Oriental
será igual a como se comporta en el Peaje “Rio Bogotá”.
7.2.8. Análisis De Capacidad Y Niveles De Servicio
El análisis de capacidad y niveles de servicio que se realiza por medio del
software HCS 2000; requiere de insumos que son ingresados tales como: el
80
volumen horario de diseño para el año del proyecto y el factor de hora pico
calculado a partir de la hora de máxima demanda para el año de aforo.
Una vez en el programa, se opta por la opción Autopistas (Freeways) para
determinar el número de carriles con los que debe contar la autopista y así
cubrir la demanda de vehículos que transitarán por la autopista para el año
2036 con un nivel de servicio C el cual por definición es el nivel en el cual el
conductor tiene libertad y comodidad aceptables.
En las Figuras 16 y 17 se puede notar el proceso realizado en el software
con los datos requeridos por el programa, los cuales son:
Volume (V): El Volumen del tráfico proyectado para el año 2036
Peak-hour factor (PHF): Factor de hora Pico donde el valor asignado es
uno (1), indicando que el flujo de vehículos que circularán por la autopista
es constante
Terrain: Se Indica que el tipo de terreno es plano debido a que las
pendientes longitudinales manejadas en el tramo de diseño no
superan las pendientes del 8%, por lo tanto se escoge la opción Level
81
Figura 16 Análisis HCS 2000 Parte 1
Fuente: Elaboración Propia, HCS2000
Trucks and buses (%): Se adiciona el porcentaje de Buses y
Camiones que transitarán por la vía, dato que es obtenido de la
composición vehicular extraída del análisis del FHP realizados.
RVS (%): Este valor se deja por defecto en cero (0) debido a que en
Colombia no se utilizan las casas rodantes
Free Flow Speed , Base (BFFS): La velocidad Base a Flujo Libre
(BFFS) será de 100 km/h, ya que será la Velocidad de Diseño (VD) de
la autopista a doble nivel
82
Lane Width (LW): Es la medida que tendrán los carriles dentro de la
autopista a diseñar, el dato ingresado es 3.60 m
Right – Shoulder Lateral clearance (LC): El ancho de la berma
derecha de la autopista se dejará como dato de defecto el cual es de
1.80 m
Interchange density (ID): De la misma forma que el numeral anterior,
éste dato es proporcionado por el software por defecto, por lo cual las
barreras laterales serán de 0.30 metros de base.
Desired Level of service (LOS): Como se nombró en el principio el
nivel aceptable de servicio será el nivel C, éste será el ingresado al
programa
Figura 17 Análisis HCS 2000 Parte 2
Fuente: Elaboración Propia, HCS2000
83
7.3. DISEÑO GEOMÉTRICO
7.3.1. Criterios De Diseño
Por tratarse de que la Avenida Calle 13 forma parte importante de la
infraestructura vial urbana de la ciudad, se fijaron unas pautas o criterios que
se tuvieron en cuenta en el desarrollo de los estudios de diseño geométrico,
con recomendaciones para la etapa de construcción.
7.3.1.1. Tipo De Terreno
Por medio de AutoCAD Civil 3D, una vez se pueda trabajar sobre la
superficie, se observan las propiedades de la misma, determinando qué tipo
de terreno predomina en el área de influencia del proyecto es Plano.
7.3.1.2. Velocidad De Diseño
Dado que la autopista a doble nivel es una vía Primaria de dos calzadas de
terreno plano y guiados por la normativa dictada por el INVIAS (Ver Tabla 4), se
obtiene un intervalo de velocidad de 80 a 110 km/h.
Para efectos de comodidad y fluidez dentro del anillo vial, la velocidad de
diseño será 100 km/h
84
Tabla 4 Determinación Velocidad de Diseño
Fuente: Manual INVIAS, tabla 2.1, 2008
7.3.1.3. Pendientes
Con el fin de asegurar el drenaje de la vía, la pendiente mínima debe ser de
0.5% Las pendientes longitudinales están relacionadas con los perfiles de
las vías
El valor indicado para la pendiente vertical a una velocidad de 100 km/h
indicados en la Tabla 5, que corresponden a los valores máximos para una
tangente vertical
Tabla 5 Pendiente Máxima
Fuente: Manual INVIAS, tabla 4.2, 2008
85
7.3.1.4. Radio Mínimo
Según especificaciones de la AASHTO apreciadas la tabla 6, para una
velocidad de 100 km/h el radio mínimo a utilizar será 492 m.
Tabla 6 Radio Mínimo para Velocidades de Diseño y peralte máx.= 4%
Fuente: Manual AASHTO, Numeral 3.25, 2011
7.3.1.5. Peralte
En la tabla 6, se denota que el peralte máximo permitido para el radio mínimo
es del 4%, el peralte mínimo a utilizar será del 2% correspondiente a un radio
de 2260. A radios mayores el peralte tiende a convertirse en el bombeo por
lo tanto dicho valor será 0.
7.3.1.6. Sobreancho
Con el objeto de asegurar espacios libres adecuados entre los vehículos que
se cruzan en calzadas bidireccionales o que se adelantan en calzadas
unidireccionales, y entre el vehículo y el borde de la calzada, se desarrollará
el sobreancho a lo largo de la vía.
En la Tabla 7 se presenta el vehículo articulado, conformado por una unidad
tractora y semirremolque. Se escoge este tipo de vehículo debido a que la
86
Calle 13 es un eje vial importante de entrada y salida de este tipo de
vehículos, se puede observar que en los aforos realizados en los lugares ya
mencionados, el número de vehículos mayores a 3 ejes es considerable. Las
dimensiones ilustradas corresponden a las requeridas para el cálculo del
sobreancho.
Tabla 7 Radio Mínimo para Velocidades de Diseño y peralte máx.= 4%
Fuente: Manual AASHTO, Numeral 3.25, 2011
7.3.1.7. Estructuras Elevadas Existentes
Debido a que la proyección de la autopista se realizará a doble nivel, se tiene
en cuenta la altura (m) tanto los puentes vehiculares como los puentes
peatonales existentes a lo largo del trayecto como se puede apreciar en la
figura 18.
El Puente Vehicular existente es:
Av. Calle 13 con Av. Ciudad de Cali : 9.30 m de altura (incluido muro)
87
Figura 18 Estructuras Elevadas Existente
Fuente: Elaboración Propia, Google Earth
El Peaje a la salida de Bogotá:
Peaje “Río Bogotá”: Altura 8.00 m
Los Puentes Peatonales son:
Av. Calle 13 con Rio Bogotá: 7.50 m de altura (Sin baranda)
Av. Calle 13 con Av. Ciudad de Cali: 9.00 m de altura (incluida
baranda)
Av. Calle 13 con Kr 77: 10.00 m de altura (Incluida Baranda)
Por lo anterior, se toma una medida promedio de 8.00 metros de altura para
todas las estructuras a nivel.
88
7.3.1.8. Longitud Vertical Permitida
En la tabla 8 la longitud mínima de las tangentes verticales con VTV = 100
km/h será equivalente a la distancia recorrida en siete segundos (7 s),
medida como proyección horizontal, de PIV a PIV. La distancia mínima entre
PIV´s será de 280,00 metros.
Tabla 8 Longitud Mínima
Fuente: Manual INVIAS, Tabla 4.3, pág. 129
La longitud máxima no será asumida en este caso ya que en la gráfica no se
incluyen los valores máximos para una velocidad de 100 km/h.
Figura 19 Longitud Crítica
Fuente: Manual INVIAS, Figura 4.2, pág. 130
89
7.4. DISEÑO HORIZONTAL
Antes de realizar cualquier modificación en el espacio de trabajo, se crea un
modelo de trabajo (Template), considerando que cada uno de los elementos
que a diseñar se encuentran por defecto en inglés. Por lo tanto, se modifican
sus siglas a las que en Colombia se utilizan dictadas por el manual del
INVIAS.
7.4.1. Alineamiento Horizontal
Se sobrepone la calzada de la calle 13 al modelo digital de terreno. Esto, con
el fin de conocer la geometría de la calzada existente. Ya que se trata de una
autopista a doble nivel, la calzada original se toma como el alineamiento
base para crear la vía en el software AutoCAD Civil 3D.
Inicialmente, se generan los círculos con radios específicos tales que se
ajusten a las curvas existentes, con el fin de crear una polilínea tangente a
dichos círculos con inicio en Funza y fin a 380 metros del puente vehicular de
la Calle 13 con Av. Boyacá para realizar el empalme con el anillo vial (Sector
7), los cuales son respectivamente el BOP y el EOP del proyecto.
De lo anterior, se tiene en cuenta que cada vértice de la polilínea acabada de
crear corresponde a un PI.
Mediante la herramienta Alignments “create from objects”, se selecciona el
objeto (polilínea) estableciendo una dirección de diseño, una vez emerge el
90
cuadro de dialogo se especifican los criterios de diseño entre ellos la
velocidad del proyecto.
7.4.2. Curvas
Según la amplitud de los radios utilizados, se define si las curvas son
circulares simples o espirales. Si el radio es mayor a 1000 metros, se
considera curva circular simple, de lo contrario se diseña una curva espiral.
Por Geometry Editor según el tipo de curva a diseñar se selecciona la opción
requerida escogiendo las entidades en sentido del trazado, para las curvas
simples Entre dos entidades y un radio (Free Curve Fillet). Las curvas
espirales se crean mediante la opción “Free Spiral-curve-spiral (entre dos
entidades) al cual se le seleccionaran las tangentes de entrada y salida y por
consiguiente las longitudes de las espirales y un radio para la curva.
Este procedimiento se realiza durante todo el trayecto cuidando que el
alineamiento se mantenga dentro de los límites de la línea existente para que
no tenga interferencia con los predios de la zona.
Simultáneamente al diseño digital, se crea una hoja de cálculo en Excel la
cual contiene los elementos de cada una de las curvas diseñadas,
implementando en ella cada contenido a medida que se diseña. Éste archivo
se realiza con el fin de verificar el cumplimiento de las especificaciones
técnicas dictadas por el manual INVIAS.
91
7.4.3. Paralelas al alineamiento
Considerando que cada calzada está compuesta por tres carriles de 3.60
metros, una berma derecha de 1.80 m, y una berma izquierda de 0.50 m se
realiza la correspondiente adición de elementos se obtiene un total por
calzada de 13.10 m.
Para crear las paralelas al eje, se recurre a la herramienta Create Offset
Alignments, rellenando la casilla Incremental Offset on Left / Rigth con la
medida de la calzada (13.10 m). El software dibuja automáticamente la
paralela al eje.
7.4.4. Peralte
Por medio del alineamiento horizontal, se recurre a la pestaña superelevation
escogiendo la opción calculate superelevation. En la ventana emergente que
aparece como primer recurso se escoge la forma de peralte a utilizar (figura
20). Teniendo en cuenta que las calzadas son simétricas, se adiciona al
programa el ancho de carril (10,80 metros) por calzada con un bombeo de
2%.
Se ingresan de igual manera los datos de berma interna y externa que
respectivamente son 0,50 metros y 1,80 metros. Posteriormente se certifica
que la norma que se utilice para el cálculo de peraltes sea la AASHTO 2001
con un peralte máx de 4% para vías urbanas. Luego, se define el porcentaje
92
de desarrollo del peralte en la tangente para curvas circulares y el porcentaje
de transición en la espiral
Una vez los peraltes sean calculados por el software, se crea la vista del
perfil gracias a la opción Create superelevation view, asignándole un color
representativo para cada elemento del peralte. Realizado este procedimiento,
los diagramas de peralte serán dibujados de manera correcta para 7 curvas.
No se dibuja peralte para las 9 curvas horizontales existentes debido a que el
radio en dos de ellas supera los 2260,00 metros.
7.4.5. Sobreancho
Una vez obtenidas las paralelas del eje, en sus propiedades se selecciona la
opción Add Widening donde se podrán anexar los valores de sobreancho
previamente calculados.
En los ejes, aparecerán automáticamente unos candados, donde curva por
curva se abre el candado y se comprueba que los valores calculados por el
software sean correctos, de lo contrario se cambian. Este procedimiento se
realiza para la parte interna de cada curva que requiera el sobreancho, las
curvas con radios muy grandes, no requieren sobreancho porque la misma
geometría permitirá que el vehículo realice el giro de manera correcta.
93
7.5. DISEÑO VERTICAL
7.5.1. Perfil
Para tener una perspectiva clara del perfil del terreno, se acude a la
herramienta Profile View seleccionando en la ventana emergente el
alineamiento y la superficie de la cual se extraerán los datos necesarios para
graficar el perfil. En el perfil dibujado por el software se puede apreciar la
forma de terreno que por defecto se exagera 10.00 m en vertical.
El perfil generado por el programa representa las cotas de terreno en las
ordenadas, y en el eje horizontal las abscisas del alineamiento.
Debido a que la rasante que se dibujará se prolongará en el eje de las cotas
ya que es una autopista a doble nivel, en las propiedades del estilo del perfil
que se acaba de crear se adicionan más cotas a la grilla para que se pueda
dibujar la rasante correctamente. Esto se realiza por la pestaña Grid y
posteriormente Grid padding (major grids) y en above maximun elevation se
reemplaza el valor cero por un siete (7).
7.5.2. Rasante
Teniendo en cuenta que la autopista a diseñar es de doble nivel, la rasante
debe ser elevada con respecto a la vía existente en el terreno. Para lo
anterior, ubican las estructuras existentes señaladas en el numeral 6.3.1.7
con un promedio de altura de 8,00 metros.
94
En Profile Creation Tools, se dispone a crear la rasante en el software
AutoCAD Civil 3D, modificando las etiquetas que distinguirán cada uno de los
elementos geométricos del diseño vertical en Profile Label Set.
Posteriormente, en Profile Layout Tools se insertan los PIV’s cuidando que
donde existan estructuras se eleve la rasante el doble (16,00 metros), a la
falta de dichas estructuras es permitido que la rasante baje a 8,00 metros del
nivel del terreno sin sobrepasar la pendiente máxima (5%) y asegurando la
pendiente mínima (0,5%)
7.5.3. Curvas Verticales
Seleccionada la rasante que se acaba de crear, se accede a sus
propiedades para poder dibujar las curvas verticales gracias a la opción Free
Vertical curve (Parameter), escogiendo las entidades sobre las cuales se
trabajará, adicionando la longitud seleccionada para cada curva. La longitud
de cada curva, al igual que cada uno de los elementos se calcula
previamente en el archivo de Excel (Anexo 4.2.2) para poder ingresarlas a
AutoCAD Civil 3D. Una vez todos los elementos sean dibujados en el
software se puede visualizar el alineamiento vertical que se acaba de crear.
95
7.6. SECCIONES TRANSVERSALES
Para la generación de las secciones transversales fue necesaria la creación
de 1 ensamblaje (assemblie), tipo viaducto; compuesto de ancho de carril,
bermas, peralte, barreras y estructura con una capa de rodadura de
pavimento flexible.
7.6.1. Diseño Sección transversal
Para el diseño del ensamblaje (assemblie) previsto para las secciones
transversales a lo largo del viaducto y como se nombró anteriormente se ha
establecido una sección con ancho de calzada igual a 10.80 metros con tres
carriles de 3.60 metros, berma externa (derecha) de 1.80 metros, berma
interna (izquierda) de 0.50 metros, barreras laterales de 0.30 metros a cada
costado y barrera central de 0.60 metros, para un ancho total de 27.40
metros. La sección es de tipo unidireccional con un bombeo normal del 2%
hacia el costado externo. Se define una capa de rodadura de pavimento
flexible de 0.05 metros
7.6.2. Corredor
Se crea el corredor por medio de la opción Create Corridor en el software
seleccionando el eje del alineamiento horizontal y el eje de la rasante y el
ensamblaje de sección transversal que se acaba de crear eligiendo una
sección de análisis cada 10.00 metros.
96
De manera inmediata el software dibuja sobre el alineamiento tanto las líneas
de chaflanes como las líneas auxiliares.
Para crear la superficie del corredor se recurrió a la opción Corridor Surface
utilizando todas las líneas de estructura.
8. RESULTADOS
A lo largo de todas las etapas de la propuesta de autopista a doble nivel
para la Calle 13 entre la intersección con el anillo vial y la Av. Boyacá se
obtienen resultados que serán analizados en el presente ítem.
8.1. MODELO DIGITAL DE TERRENO
En la figura 21 se puede apreciar de manera general el modelo digital de
terreno de la zona de influencia del proyecto. Como se mencionó en ítems
anteriores, las curvas de nivel pertenecen a la localidad de Fontibón y al área
de la plancha 27-IV-B3 del municipio de Funza.
Las curvas se encuentran con intervalos de 1 metro para las curvas
intermedias, para las curvas índice el rango de separación es cada 5 metros.
Para mayor detalle de dicho modelo consultar el anexo 2 en formato dwg del
software AutoCAD Civil 3D y TIN del software ARGIS ArcMap.
97
Figura 20 Modelo Digital de Terreno
Fuente: Elaboración Propia, AutoCAD Civil 3D
98
8.1.1. Tipo de Terreno
Con base en el modelo digital del terreno y las facilidades que brinda
AutoCAD Civil 3D, se obtiene la tabla de pendientes del terreno. Se clasifica
el terreno en la primera categoría Plano dentro de las 4 seguido de terreno
ondulado, montañoso y escarpado representado en colores verde, amarillo
naranja y rojo respectivamente como lo muestra la tabla 9.
Tabla 9 Tabla de Pendientes
Fuente: Elaboración Propia, AutoCAD Civil 3D
En la figura 21 se puede observar la predominancia de pendientes en la
superficie generada anteriormente, gracias a la tabla 9, se aprecia que el
color verde asignado para el tipo de terreno “Plano” es el que mayor
influencia presenta con un área de 4525.327468 Ha de terreno sobre un
total de 4621.523 Ha
99
Figura 21 Predominancia de Pendientes en el modelo digital
Fuente: Elaboración Propia, AutoCAD Civil 3D
8.2. ANÁLISIS Y CAPACIDAD DE NIVELES DE SERVICIO
8.2.1. Factor Hora Pico
El cálculo de Volumen Horario de Máxima Demanda (VHMD) y factor de hora
Pico (FHP), se realiza para cada extremo del proyecto, en sentidos W-E y E-
W durante tres días.
En la tabla 10 se observa un ejemplo de la metodología utilizada para el
cálculo del VHMD y del FHP para el martes 28 de enero de 2014 sentido E-
W, los demás cálculos se podrán observar con más detalle en el Anexo 3.3.
100
Autos Buses Camiones Total
07:00 07:15 192 75 141 408
07:15 07:30 179 69 127 375
07:30 07:45 210 88 132 430
07:45 08:00 231 93 122 446 1659 10.61%
08:00 08:15 176 71 124 371 1622
08:15 08:30 159 74 125 358 1605
08:30 08:45 177 71 128 376 1551
08:45 09:00 244 73 143 460 1565 10.01%
09:00 09:15 175 69 132 376 1570
09:15 09:30 224 64 108 396 1608
09:30 09:45 213 57 102 372 1604
09:45 10:00 189 56 96 341 1485 9.50%
10:00 10:15 212 62 125 399 1508
10:15 10:30 194 59 128 381 1493
10:30 10:45 157 37 107 301 1422
10:45 11:00 252 42 148 442 1523 9.74%
11:00 11:15 170 55 156 381 1505
11:15 11:30 179 37 130 346 1470
11:30 11:45 190 46 95 331 1500
11:45 12:00 207 66 117 390 1448 9.26%
12:00 12:15 197 37 88 322 1389
12:15 12:30 202 58 103 363 1406
12:30 12:45 168 42 87 297 1372
12:45 13:00 194 61 97 352 1334 8.53%
13:00 13:15 200 31 86 317 1329
13:15 13:30 189 42 73 304 1270
13:30 13:45 194 49 88 331 1304
13:45 14:00 201 56 87 344 1296 8.29%
14:00 14:15 167 40 68 275 1254
14:15 14:30 137 33 72 242 1192
14:30 14:45 217 59 83 359 1220
14:45 15:00 195 38 84 317 1193 7.63%
15:00 15:15 177 49 99 325 1243
(Horas:Minutos)
Periodo Vehículos Volumen
Horario
Variación
Horaria
101
Tabla 10 Ejemplo del cálculo de FHP
Fuente: Elaboración Propia
Una vez realizado el cálculo anterior para los 6 días aforados en cada
sentido, se obtienen los siguientes resultados:
Peaje “Río Bogotá”:
El mayor tráfico que se observa en este punto de aforo se encuentra
en las horas de la mañana del jueves 30 de enero de 8:30 a 9:30 con
2007 vehículos mixtos, en ésta ubicación, se debe tener en cuenta
Autos Buses Camiones Total
15:15 15:30 156 55 75 286 1287
15:30 15:45 142 48 96 286 1214
15:45 16:00 108 35 84 227 1124 7.19%
16:00 16:15 112 38 74 224 1023
16:15 16:30 110 38 73 221 958
16:30 16:45 138 39 66 243 915
16:45 17:00 108 33 56 197 885 5.66%
17:00 17:15 121 37 71 229 890
17:15 17:30 115 31 67 213 882
17:30 17:45 121 34 41 196 835
17:45 18:00 170 38 36 244 882 5.64%
18:00 18:15 186 50 53 289 942
18:15 18:30 192 71 58 321 1050
18:30 18:45 183 85 52 320 1174
18:45 19:00 189 72 53 314 1244 7.95%
8519 2563 4556 15638 15638
54.48% 16.39% 29.13% 100.00%
(Horas:Minutos)
Volumen
Composición
Periodo Vehículos Volumen
Horario
Variación
Horaria
VHMD 1692
q (Max.) 450
n 4
14:00 15:00
Autos Buses Camiones Total
950 247 495 1692
56.15% 14.60% 29.26% 100%
FHP 0.94
Flujo Continuo
102
que el flujo se encuentra interrumpido debido a que cada conductor se
ve obligado a detener la marcha.
Tabla 11 VHMD y FHP Aforo “Peaje Rio Bogotá”
Fuente: Elaboración Propia
Calle 13 con Av. Ciudad de Cali:
El más alto flujo vehicular este punto de aforo se encuentra el
miércoles 12 de febrero de 17:30 a 18:30 con 2798 vehículos mixtos,
dicho datos será el valor con el cual trabajar para cálculo del tránsito
desarrollado (TD) para el año 2036, ya que es el valor más alto de los
VHMD de 6 días en ambos sentidos.
VHMD 1692 VHMD 1872 VHMD 1401 VHMD 1717
q (Max.) 450 q (Max.) 492 q (Max.) 374 q (Max.) 465
FHP 0.94 FHP 0.95 FHP 0.94 FHP 0.92
14:00 15:00 8:15 9:15
E - W
MARTES 28 DE ENERO 2014 MIERCOLES 29 ENERO 2014
E - W W -E
17:45 18:45 12:30 13:30
W -E
VHMD 1659 VHMD 2007
q (Max.) 446 q (Max.) 663
FHP 0.93 FHP 0.76
E - W W -E
8:30 9:30 8:30 9:30
JUEVES 30 DE ENERO 2014
VHMD 2704 VHMD 2261 VHMD 2798 VHMD 2687
q (Max.) 723 q (Max.) 632 q (Max.) 725 q (Max.) 792
FHP 0.93 FHP 0.89 FHP 0.96 FHP 0.85
MARTES 11 DE FEBRERO 2014 MIERCOLES 12 FEBRERO 2014
E - W W -E E - W W -E
17:45 18:45 14:45 15:45 17:30 18:30 10:30 11:30
103
Tabla 12 VHMD y FHP Aforo “Av. Ciudad De Cali”
Fuente: Elaboración Propia
Vale destacar, que el valor de VHMD obtenido en los aforos realizados en la
Av. Ciudad de Cali es considerablemente mayor al valor de VHMD en el
peaje “Rio Bogotá” debido que es un punto ubicado dentro del perímetro
urbano de la ciudad.
8.2.2. Composición Vehicular
La cantidad de vehículos que diariamente transitan por los puntos
especificados se dividen teóricamente en autos, buses y camiones. Un
ejemplo del cálculo de composición vehicular se puede observar en la tabla
7, junto con el cálculo de factor de hora pico. Así mismo, sus cálculos se
encuentran en el anexo 3.3.
Por lo tanto, se realiza el análisis para cada punto de aforo de los vehículos
tipo A, B y C que durante las 12 horas de aforo fueron observados
Peaje “Río Bogotá”:
Para los días 28, 29 y 30 de Enero de 2014, en ambos sentidos se
obtienen los porcentajes de composición vehicular (Ver tabla 13),
notando que la mayor cantidad de vehículos livianos circulan el día
VHMD 2776 VHMD 2529
q (Max.) 706 q (Max.) 674
FHP 0.98 FHP 0.94
JUEVES 13 FEBRERO 2014
E - W W -E
17:45 18:45 10:45 11:45
104
jueves a la salida de Bogotá con un 54.48%, los buses circulan con
mayor frecuencia el día martes también a la salida de Bogotá con un
18.84%, por el contrario el martes a la entrada de la ciudad circula un
34.11% de camiones
Tabla 13 Volumen de Composición vehicular "Peaje Rio Bogotá"
Fuente: Elaboración Propia
En general, el tráfico en los límites de la ciudad con el municipio de Funza
se compone de un 53% de Autos, 17% de Buses y 31% de Camiones
como se puede observar en la gráfica adjunta (Figura 22) que a manera
de promedio se extrajo de la tabla 13.
Día Sentido Carros Buses Camiones Total
8108 2980 4727 15815
51.27% 18.84% 29.89% 100.00%
8901 2344 5822 17067
52.15% 13.73% 34.11% 100.00%
7782 2645 3929 14356
54.21% 18.42% 27.37% 100.00%
8963 2863 5465 17291
51.84% 16.56% 31.61% 100.00%
8519 2563 4556 15638
54.48% 16.39% 29.13% 100.00%
9314 2854 5773 17941
51.91% 15.91% 32.18% 100.00%
Miercoles
E - W
W -E
Jueves
E - W
W -E
E - W
W -E
Martes
Volumen Composición
105
Figura 22 Grafica Composición Vehicular "Peaje Rio Bogotá"
Fuente: Elaboración Propia
Calle 13 con Av. Ciudad de Cali:
Para los días 11, 12 y 13 de Febrero, para los movimientos 3 y 4 se
obtienen los porcentajes de composición vehicular, notando que la
mayor cantidad de vehículos livianos circulan el día martes sentido E-
W con un 70.31%, el mayor flujo de buses se encuentra el día
miércoles sentido W-E con un 12.24%, y por último el día en que más
camiones transitaron fue el martes con un 28.23% como se puede
observar en la tabla 14.
106
Tabla 14 Volumen de Composición vehicular "Av. Ciudad de Cali"
Fuente: Elaboración Propia
Como una visión general del comportamiento vehicular en la Av. Ciudad de
Cali se realiza la siguiente gráfica (figura 23), de la cual sus valores son
producto del promedio realizado a los valores de la tabla
Figura 23 Grafica Composición Vehicular "Av. Ciudad de Cali"
Fuente: Elaboración Propia
Día Sentido Carros Buses Camiones Total
20067 3026 5446 28539
70.31% 10.60% 19.08% 100.00%
13451 2822 6402 22675
59.32% 12.45% 28.23% 100.00%
20112 3166 5600 28878
69.64% 10.96% 19.39% 100.00%
17855 3320 5944 27119
65.84% 12.24% 21.92% 100.00%
19088 3268 6000 28356
67.32% 11.52% 21.16% 100.00%
17453 2983 5614 26050
67.00% 11.45% 21.55% 100.00%
Volumen Composición
Martes
E - W
W -E
Miercoles
E - W
W -E
Jueves
E - W
W -E
107
8.2.3. Velocidades
Una vez obtenidas las velocidades de los vehículos que circulan por ambos
puntos aforados con un tamaño de muestra de 70 vehículos mixtos, se
realizan los cálculos de la frecuencia observada y acumulada de los
datos, para la posterior representación gráfica de la información y los
diferentes tipos de velocidades. La tabla 15 muestra un ejemplo de cálculo
de velocidades en la Av. Ciudad de Cali sentido Occidente-Oriente.
Tabla 15 Ejemplo de cálculo de velocidades
Fuente: Elaboración Propia
Las velocidades que los conductores más emplean está dada por los 60
km/h, la cual está representada en la gráfica de histograma de frecuencias
(figura 24).
31.7 39.7
39.7 47.7
47.7 55.7
55.7 63.7
63.7 71.7
71.7 79.7
79.7 87.7
87.7 95.7
95.7 103.7
103.7 111.7
76
84
91
97
99
99
52
60
68
76
84
92
100
7
6
1
Clases de
Velocidades
Km/h
Vi
Km/h
Frecuencia Observada Frecuencia Acumulada
Vi² fi * Vi fi * Vi²
36
44
6
199 13 1910 393 17187
Fi % Fia %
4 4 1274 143 50986
13
18 44 3564 1075 64158
13 26 2673 672 3474919
26
37
63
5 64 7007 419 35033
6 59 5731 454 34387
9 53 4584 609 4125313
9
4 68 8410 367 33640
1 69 11601 108 116011
4339 3968671.742
1 69 9941 100 9941
Total 70 100 469 670 56695
108
108
Figura 24 Gráfica Histograma de frecuencias
Fuente: Elaboración Propia
Una vez calculados los percentiles 15, 50, 85 y 98 (tabla 15) se grafican
junto con la Ojiva porcentual (Figura 25), los datos deben coincidir
gráficamente. En este caso, es válido afirmar que las velocidades utilizadas
por los conductores están dadas para una velocidad de diseño de 100 km/h,
lo cual coincide con la velocidad de diseño de la autopista a doble nivel.
Tabla 16 Ejemplo de Determinación de Percentiles
Fuente: Elaboración Propia
Percentil Velocidad Vel (Km/h)
Determinación de Velocidades
Mínima de Operación 45.5
50 Media 59.7
15
Máxima de Operación 80.5
98 Diseño 100.5
85
109
Figura 25 Ojiva Porcentual
Fuente: Elaboración Propia
Los cálculos de velocidades realizados para el peaje “Rio Bogotá” se
pueden encontrar en el Anexo 3.2.1 y los de la Av. Ciudad de Cali se
encuentran en el Anexo 3.2.2.
8.2.4. Proyección de tránsito
Debido a que la proyección de tránsito se puede realizar solamente en el
extremo oriente de la vía, se recopilan los datos suministrados por la
secretaria de movilidad (tabla 17) se realiza el cálculo de Tráfico Desarrollado
(TD) para el año 2036 a partir de los VMHD de la Av. Ciudad de Cali,
interpretando que el tráfico se comportará de la misma manera en ambos
sentidos.
110
Tabla 17 Históricos de Tráfico
Fuente: Elaboración Propia
A partir de estos datos, se obtiene la ecuación lineal que se observa dentro
de figura 26.
Figura 26 Línea de tendencia Proyección de Tránsito
Fuente: Elaboración Propia
Gracias a esta ecuación se obtienen los resultados de tránsito atraído,
tránsito generado y tránsito desarrollado para todos los años desde el 2014
hasta el 2036 como se muestra en la tabla 18.
Año Fecha de la TomaVolumen Total Toma (Vehiculos
Mixtos)
Horas
Aforadas
2010
2011
2012
2013
2014
13/10/2010
07/04/2011
26/11/2012
24/07/2013
148577
159027
158141
29/05/2014 219721
18
18
24
24
24
208128
111
Tabla 18 Proyección de Tránsito
Fuente: Elaboración Propia
2034 599777 3.19%
3.30% 7107 1421 1492 1706
22
23
1467
21
6
618916 3.09%
1195
1240
1285
1331
1376
877
922
4.11%
3.95%
3.80%
3.66%
3.53%
3.41%
1512
588
18
19
20
25
26
24 2033
2035
580638
1397
1445
542360
561499
968
1013
1059
1104
1149
786
832
1557 1635
672
726
780
835
889
944
998
1053
1107
1161
1216
1270
1325
1379
560
605
650
696
741
3.00%
3705
3932
4159
4385
4612
4839
5066
5293
5519
5746
5973
6200
6426
6653
6880
7787
7560
7334
159580
178719
197858
216997
236136
255275
274414
293553
312692
331831
350970
370109
389248
408387
427526
446665
465804
484943
504082
523221
63805527
140441
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2036
16
17
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
9
10
11
12
13
14
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
15
7
8
1
2
3
4
5
X Año Transito Total Transito Atraido Transito GeneradoTransito
Desarrollado
Porcentaje de
Crecimiento
Volumen Horario de
DiseñoTransito Futuro
10.71%
9.67%
8.82%
8.11%
7.50%
6.97%
6.52%
6.12%
5.77%
5.45%
5.17%
4.92%
4.69%
4.48%
4.28%
148577
159027
158141
208128
219721
635
683
730
11.99%
2798
3025
3252
3478
1869
778
826
873
921
969
1016
1064
1111
1159
1434
1488
1542
1597
1760
1207
1254
1302
1350
1651
1540
1588 1814
112
Figura 27 Componentes del Volumen de Tránsito Futuro
Fuente: Elaboración Propia
En la figura 27 se puede apreciar el comportamiento del volumen vehicular
que se proyecta para la vía: El tráfico atraído de las vías existentes, la tasa
de nuevos vehículos que circularán por la vía y el volumen de tránsito debido
a las mejoras en el suelo adyacente a la autopista. El volumen de tráfico para
el año 2036 se espera que sean 1869 vehículos mixtos considerándose
como el TPD para dicho año, valor que fue utilizado para el análisis de
capacidad y niveles de servicio. (Ver Anexo 3.4)
113
8.2.5. HCS 2000
Una vez ingresados en el programa todos los datos especificados en el
numeral 6.2.8 y contemplados en la tabla 19, el software HCS2000 arroja los
datos esperados determinando que será una autopista Urbana de 3 carriles
por calzada con un nivel de servicio C como se observa en la tabla 20.
Tabla 19 Datos ingresados Programa HCS2000
Fuente: Elaboración Propia
Una vez obtenido el número de carriles, es posible continuar con la otra fase
del proyecto que es el diseño geométrico
Tabla 20 Datos Obtenidos en el programa HCS2000
Fuente: Elaboración Propia
3.6
13
1
1869
100
Datos Ingresados
Nivel de Serv icio C
Berma (m)
Ancho de Carril (a)
Camiones (%)
Factor de Hora Pico (FHP)
VHMD (veh)
Vel (Km/h)
2
Velocidad media de
coche con pasajero95.2
Densidad 13.9
Nivel de Serv icio C
Datos Obtenidos (HCS 2000)
Tipo de Carretera Autopista Urbana
Caudal de diseño (veh) 1869
Diseño de velocidad de
flujo libre (km/h)95.2
Numero de Carriles 3
114
Los resultados arrojados directamente por el HCS2000 se muestran en la
figura 28, datos mencionados en el párrafo anterior. El reporte generado por
el programa luego del proceso de los datos, se encuentra en el Anexo 3.5
Figura 28 Resultados HCS 2000
Fuente: Elaboración Propia
8.3. DISEÑO GEOMÉTRICO
El diseño se realiza en el software AutoCAD civil 3D y en conjunto se utiliza
el programa Microsoft Office Excel realizando los cálculos matemáticos
respectivos en un recorrido de 9.068 km a través de la vía, con una
diferencia de cotas en terreno de 3.991 metros y con unos datos iniciales
dados por la tabla 21.
Tabla 21 Datos iniciales
Fuente: Elaboración Propia
0.6 m
0.7 m
100 Km/h 10 m
492 m 2 %
4 % 100 Km/h
3.6 m 5 %
1.8 m 0.5 %
Plano
DATOS INICIALES
Ancho de Carril (a):
Ancho de Berma (b):
Pendiente R. (Δs):
Coef. Aceleración. (J):
Arco Unitario (s):
Bombeo Normal (BN)=
Velocidad (VCV)=
Pendiente Máx. (mn MAX)=
Pendiente Mín. (mn MIN)=
Tipo de Via Primaria
Velocidad (VCH):
Radio Mínimo. (RMIN):
Peralte Máximo. (eMAX):
Tipo de Terreno
115
8.3.1. Diseño Horizontal
El diseño horizontal consta de 9 curvas a lo largo de 9.068 km, tres de ellas
circulares simples y 6 espiral-circulo-espiral.
En la tabla 22 se muestran las características de los puntos geométricos de
inicio BOP y EOP, de aquí cabe notar punto entre el BOP y la abscisa
K2+000 será parte de la intersección entre el diseño actual y el alineamiento
propuesto por los integrantes del Sector 4 en el anillo vial, por otra parte el
EOP será el punto de inicio del diseño de autopista a doble nivel del Sector
7.
Tabla 22 Características geométricas BOP y EOP
Fuente: Elaboración Propia
El alineamiento, se ajusta al eje existente de la calle 13, excepto por la curva
N° 7, a la cual se le ajusta el radio mínimo para una velocidad de 100 km/h
pero aun así se desacopla del eje. Esto, no interfiere con el diseño la vía ya
que teniendo en cuenta el ancho de carril (13.10 metros) no afecta a los
predios aledaños en dicho punto.
Norte 1011337.987 mN Norte 1006144.561 mN
Este 987649.864 mE Este 994302.226 mE
Cota 2542.110 m Cota 2545.996 m
Absicsa K0+000.000 m Absicsa K9+068.094 m
BOP EOP
116
Tabla 23 Elementos Curvas 1 y 2
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 24 Elementos Curvas 3 y 4
Fuente: Elaboración Propia
Δ 24° 49' 29'' Grados Δ 07° 56' 18'' Grados
Sentido Derecha D/I Sentido Izquierda D/I
R 700 m R 1600 m
A 334.664 m T 111.016 m
Xe 159.791 m Cle 221.500 m
Ye 6.090 m L 221.677 m
ΔR 1.523 m Gu 00° 21' 29'' Grados
Xm 79.965 m E 3.847 m
TL 106.740 m M 3.838 m
TC 53.400 m
Te 234.363 m
Ee 18.313 m
Cle 159.907 m
ϕe 02° 10' 57'' Grados
YC= 701.523 m
CURVA 2
Elementos
CURVA 1
Elementos
Δ 30° 02' 48'' Grados Δ 05° 01' 51'' Grados
Sentido Derecha D/I Sentido Izquierda D/I
R 492 m R 3000 m
A 242.981 m T 131.790 m
Xe 119.822 m Cle 263.327 m
Ye 4.873 m L 263.412 m
ΔR 1.219 m Gu 00° 11' 28'' Grados
Xm 59.970 m E 2.893 m
TL 80.062 m M 2.891 m
TC 40.057 m
Te 192.343 m
Ee 18.673 m
Cle 119.921 m
ϕe 02° 19' 44'' Grados
YC= 493.219 m
CURVA 3
Elementos
CURVA 4
Elementos
117
Tabla 25 Elementos Curvas 5 y 6
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 26 Elementos Curvas 7 y 8
Fuente: Elaboración Propia
Δ 22° 30' 51'' Grados Δ 14° 01' 57'' Grados
Sentido Derecha D/I Sentido Derecha D/I
R 900 m R 800 m
A 342.053 m A 282.843 m
Xe 129.932 m Xe 99.961 m
Ye 3.128 m Ye 2.083 m
ΔR 0.782 m ΔR 0.521 m
Xm 64.989 m Xm 49.993 m
TL 86.690 m TL 66.680 m
TC 43.355 m TC 33.346 m
Te 244.282 m Te 148.516 m
Ee 18.452 m Ee 6.561 m
Cle 129.970 m Cle 99.983 m
ϕe 01° 22' 45'' Grados ϕe 01° 11' 37'' Grados
YC= 900.782 m YC= 800.521 m
CURVA 5
Elementos
CURVA 6
Elementos
Δ 53° 07' 05'' Grados Δ 28° 36' 27'' Grados
Sentido Izquierda D/I Sentido Derecha D/I
R 492 m R 492 m
A 297.590 m A 156.844 m
Xe 179.399 m Xe 49.987 m
Ye 10.949 m Ye 0.847 m
ΔR 2.741 m ΔR 0.212 m
Xm 89.900 m Xm 24.998 m
TL 120.211 m TL 33.338 m
TC 60.192 m TC 16.671 m
Te 337.205 m Te 150.495 m
Ee 61.108 m Ee 15.959 m
Cle 179.732 m Cle 49.994 m
ϕe 03° 29' 34'' Grados ϕe 00° 58' 14'' Grados
YC= 494.741 m YC= 492.212 m
CURVA 7
Elementos
CURVA 8
Elementos
118
Tabla 27 Elementos Curva 9
Fuente: Elaboración Propia
Las curvas diseñadas cumplen las normas dictadas por el manual del
INVIAS, entre ellas la longitud mínima del círculo, la entretangencia, la
distancia entre peraltes, de los cuales, su respectivo cálculo se adjunta en el
anexo 4.2. Las tablas de la 23 a la 27 muestran los principales elementos de
las 9 curvas que hacen parte del diseño horizontal.
El alineamiento horizontal se podrá visualizar en el Anexo 4.1 en formato
dwg y el plano planta perfil se puede encontrar en el Anexo 4.3, adicional a
esto se adjunta como plano en físico al presente trabajo, sin embargo, para
una vista general de dicho alineamiento se presenta la figura 29 donde de
color negro se denota el Alineamiento Horizontal
Δ 02° 58' 11'' Grados
Sentido Izquierda D/I
R 13000 m
T 336.977 m
Cle 673.729 m
L 673.804 m
Gu 00° 02' 39'' Grados
E 4.367 m
M 4.365 m
CURVA 9
Elementos
119
Figura 29 Vista en planta de Alineamiento Horizontal
Fuente: Elaboración Propia, AutoCAD Civil 3D
120
8.3.2. Peralte
Los cálculos de peralte se realizan para cada curva de acuerdo a la tabla 6
expuesta en el numeral de criterios de diseño. Allí se define que el peralte
máximo es de 4% y el peralte mínimo es del 2%. En la tabla 28 se muestra
un ejemplo del cálculo de peraltes para curvas Espiral – Circulo – Espiral con
su respectivo diagrama (Figura 30), de color rojo se denota la transición que
realiza el borde izquierdo, el borde derecho se encuentra representado por
color azul.
Tabla 28 Calculo Peralte Curva Espiral
Fuente: Elaboración Propia
Figura 30 Diagrama Peralte Curva Espiral
Fuente: Elaboración Propia
Borde Izquierdo Borde Derecho Borde Izquierdo Borde Derecho
a K0+422.183 85.954 -2.00% -2.00% -0.072 -0.072
b K0+508.137 0.000 0.00% -2.00% 0.000 -0.072
c K0+594.090 85.954 2.00% -2.00% 0.072 -0.072
d K0+668.137 160.000 3.72% -3.72% 0.134 -0.134
K0+668.137 143.291 3.72% -3.72% 0.134 -0.134
d K0+811.427 160.000 3.72% -3.72% 0.134 -0.134
c K0+885.474 85.954 2.00% -2.00% 0.072 -0.072
b K0+971.427 0.000 0.00% -2.00% 0.000 -0.072
a K1+057.381 85.954 -2.00% -2.00% -0.072 -0.072
CALCULO DE PERALTE - CURVA 1
ELEVACIONPunto Abscisa Distancia
Peralte
121
El cálculo de peralte para las curvas circulares simples se realiza de una
manera distinta utilizando longitud de transición. La tabla 29, muestra el
cálculo de peraltes de una de las dos curvas circulares simples del proyecto y
su posterior representación en la figura 31.
Tabla 29 Calculo Peralte Curva Circular Simple
Fuente: Elaboración Propia
Figura 31 Diagrama Peralte Circular Simple
Fuente: Elaboración Propia
El cálculo de cada una de las curvas se puede observar en el anexo 4.2
Borde Izquierdo Borde Derecho Borde Izquierdo Borde Derecho
a K1+377.783 10.964 -2.00% -2.00% -0.072 -0.072
b K1+388.746 0.000 -2.00% 0.00% -0.072 0.000
c K1+399.710 10.964 -2.00% 2.00% -0.072 0.072
e K1+402.550 13.804 -2.52% 2.52% -0.091 0.091
K1+402.550 213.394 -2.52% 2.52% -0.091 0.091
e K1+615.945 13.804 -2.52% 2.52% -0.091 0.091
c K1+618.785 10.964 -2.00% 2.00% -0.072 0.072
b K1+629.749 0.000 -2.00% 0.00% -0.072 0.000
a K1+640.713 10.964 -2.00% -2.00% -0.072 -0.072
CALCULO DE PERALTE - CURVA 2
Abscisa DistanciaPeralte Elevación
Punto
122
8.3.3. Sobreancho
Los cálculos de sobreancho de la vía se realizan para cada curva de acuerdo
a su sentido (Derecho, Izquierdo) para lo que se tendrá en cuenta que el
sobreancho será añadido en la parte interna de la curva. Una vez realizados
los cálculos se precisa que aquellas curvas con valores de sobreancho
menores a 20 centímetros serán absueltas de añadirles dicho parámetro.
En general, se puede observar que el sobreancho se hace mayor cuando la
curva es reducida, para este caso, el mayor sobreancho – 0.84 m - se puede
ver en las curvas con radio mínimo (492 m). En las tablas 30 y 31 se muestra
un ejemplo del cálculo de sobreancho para la curva 6 con radio de 800.00 m.
Tabla 30 Cálculo de Sobreanchos
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 31 Sobreancho En Puntos Geométricos
Fuente: Elaboración Propia
2.814 m
0.010 m
0.035 m
11.197 m
0.397 mSOBREANCHO REQUERIDO (S)=
ANCHO CALZADA EN CURVA (AC)=
CALCULO SOBREANCHO
ANCHO OCUPADO POR VEH. (U)=
AVANZE VOLADIZO DELANTERO (Fa)=
SOBREANCHO ADIC. SEGURIDAD (Z)=
LONGITUD SOBREANCHO
Lp (m) Sp (m)
TE K4+549.341 0.000 0.0
EC K4+649.341 100.000 0.4
CE K4+745.272 100.000 0.4
ET K4+845.272 0.000 0.0
SOBREANCHO PUNTOS GEOMETRICOS
ESTACION ABSCISA
123
8.3.4. Diseño Vertical
Son siete las curvas que hacen parte del alineamiento vertical, tres curvas
cóncavas y cuatro curvas convexas, con puntos geométricos de inicio y final
que se pueden observar en la tabla 32 donde en comparación con los datos
suministrados en la tabla 21, la cota hace referencia a la cota rasante del
viaducto, que como se explicó con anterioridad se diseña teniendo en cuenta
las estructuras elevadas existentes, además de esto, el punto EOP debe
empalmar en cota y en pendiente con el Sector 7.
Tabla 32 Puntos Geométricos de la Rasante
Fuente: Elaboración Propia
Dadas las características del diseño y del relieve de la zona se determina
que el diseño en su totalidad estará compuesto por un viaducto, donde la
pendiente más alta dictada por dicho diseño es 1,25 y la menor es 0,55, las
longitudes de cada curva oscilan entre 20,00 y 160,00 metros. La constante
K por normativa para el control de la distancia de visibilidad de parada estará
entre 52,00 y 120,00 para curvas convexas y 45,00 y 100,00 para curvas
cóncavas.
Las Tablas 33, 34, 35 y 36 muestran los parámetros y características
principales de las curvas verticales las cuales cumplen las normas dictadas
Cota m Cota m
Abscisa m Abscisa mK9+068.094
2565.0002550.110
K0+000.000
EOPBOP
124
por el manual del INVIAS, entre ellas la distancia mínima entre PIV´S, la
constante K, la longitud vertical para las curvas y la pendiente mínima para
garantizar el drenaje, su cálculo se adjunta en el anexo 4.2.
Tabla 33 Elementos Geométricos Curvas Verticales 1 y 2
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 34 Elementos Geométricos Curvas Verticales 3 y 4
Fuente: Elaboración Propia
0.57 % -0.51 %
-0.51 % 0.72 %
CONVEXACONV/
CONCCONCAVA
CONV/
CONC
1.071 % 1.225 %
80.000 m 60.000 m
74.722 m 48.960 m
0.060 % 0.215 %
184.205 m 184.205 m
0.006 m 0.016 m
Tipo de Curva Vertical
( ͡ ͜ ):
Dif. Pendientes (A1):
Longitud Vertical
Escogida (LV Esc):
Constante K (K)=
Dif. Pendientes (A2):
Dist. De Parada (DP):
CURVA 1
Pendiente Entrada (m)
Pendiente Salida (n)
Tipo de Curva Vertical
( ͡ ͜ ):
Dif. Pendientes (A1):
CURVA 2
Pendiente Entrada (m)
Pendiente Salida (n)
Externa Vertical (EV)=
Dist. De Parada (DP):
Dif. Pendientes (A2):
Externa Vertical (EV)=
Longitud Vertical
Escogida (LV Esc):
Constante K (K)=
0.72 % -1.25 %
-1.25 % 0.55 %
CONVEXACONV/
CONCCONCAVA
CONV/
CONC
1.970 % 1.801 %
120.000 m 160.000 m
60.925 m 88.835 m
-0.529 % -0.698 %
184.205 m 184.205 m
0.079 m 0.140 m
Dif. Pendientes (A1):
Longitud Vertical
Constante K (K)=
CURVA 3
Pendiente Entrada (m)
Pendiente Salida (n)
Tipo de Curva Vertical
( ͡ ͜ ):
Longitud Vertical
Constante K (K)=
CURVA 4
Pendiente Entrada (m)
Pendiente Salida (n)
Tipo de Curva Vertical
( ͡ ͜ ):
Dif. Pendientes (A1):
Dif. Pendientes (A2):
Dist. De Parada (DP):
Externa Vertical (EV)=
Dif. Pendientes (A2):
Dist. De Parada (DP):
Externa Vertical (EV)=
125
Tabla 35 Elementos Geométricos Curvas Verticales 5 y 6
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 36 Elementos Geométricos Curva Vertical 7
Fuente: Elaboración Propia
El alineamiento vertical se podrá visualizar en el Anexo 4.1 en formato dwg y
el plano planta perfil se puede encontrar en el Anexo 4.3, adicional a esto se
adjunta como plano en físico al presente trabajo, sin embargo, la figura
muestra una vista general del alineamiento vertical se presenta la figura 31
donde de color rojo se denota el Alineamiento Horizontal.
0.55 % -0.59 %
-0.59 % 0.86 %
CONVEXACONV/
CONCCONCAVA
CONV/
CONC
1.145 % 1.455 %
80.000 m 80.000 m
69.872 m 54.974 m
-0.041 % 0.269 %
184.205 m 184.205 m
0.004 m 0.027 m
Dist. De Parada (DP):
CURVA 5
Pendiente Entrada (m)
Pendiente Salida (n)
Externa Vertical (EV)=Externa Vertical (EV)=
CURVA 6
Pendiente Entrada (m)
Pendiente Salida (n)
Tipo de Curva Vertical
( ͡ ͜ ):
Dif. Pendientes (A1):
Longitud Vertical
Constante K (K)=
Dif. Pendientes (A2):
Dist. De Parada (DP):
Tipo de Curva Vertical
( ͡ ͜ ):
Dif. Pendientes (A1):
Longitud Vertical
Constante K (K)=
Dif. Pendientes (A2):
0.86 %
0.74 %
CONVEXACONV/
CONC
0.126 %
20.000 m
79.361 m
1.598 %
184.205 m
0.020 m
CURVA 7
Pendiente Entrada (m)
Pendiente Salida (n)
Tipo de Curva Vertical
( ͡ ͜ ):
Dif. Pendientes (A1):
Longitud Vertical
Constante K (K)=
Dif. Pendientes (A2):
Dist. De Parada (DP):
Externa Vertical (EV)=
126
Figura 32 Diseño Vertical
Fuente: Elaboración Propia
127
8.3.5. Secciones Transversales
Las secciones transversales generadas para la totalidad de los alineamientos
tienen en cuenta el ensamblaje descrito con anterioridad en el numeral 6.6.1
en el diseño de la sección transversal.
En la figura 33 se muestra el ensamblaje utilizado. Debido a que la totalidad
del proyecto se presenta en sección viaducto, no se presentan movimientos
de tierra.
Figura 33 Sección Transversal Viaducto
Fuente: Elaboración Propia, AutoCAD Civil 3D
128
9. COSTOS
9.1. CONSTRUCCION
Para este cálculo se realiza una investigación del costo y de los parámetros
de construcción de viaductos diseñados en el país.
Se recurrió a información de cinco viaductos, el primero de ellos: “Pipiral” con
una longitud de 248.00 metros vía Bogotá – Villavicencio con un costo de
$ 50.000.000.000,00 con fecha de entrega en el año de 1998.
“Los Cajones” construido vía Ibagué - Cajamarca con un costo total de
$ 7.800.000.000,00 a lo largo de 182.70 metros, su construcción
finaliza el año 2005.
Luego, en el 2010 y con la premisa de poder descongestionar el tránsito de
Boquerón a Dos Quebradas con una longitud de 500.00 metros y un costo
total de $ 120.000.000.000,00
Finalmente, con un costo de $ 15.000.000.000,00 a lo largo de 363.00
metros se construye en el 2011 el viaducto “Portachuelo” en el corredor vial
La Caro - Zipaquirá.
Con estos costos definidos se realiza un análisis de costo por kilómetro
teniendo en cuenta el Salario Mínimo Legal Vigente (S.M.L.V) establecido
129
para cada año a razón de manejar valores estándar en el costo por kilómetro
debido a que existe un crecimiento anual en la economía del país.
Se realiza la tabla 34 para relacionar los proyectos que fueron utilizados,
teniendo en cuenta, que se escogieron los viaductos con características
similares a las del proyecto, como se puede observar se procura no
relacionar los puentes atirantados.
130
S.M.L.V. (Año)
545.00
10.90
3.50
1.80
1994
1998
182.70
11.00
3.65
1.80
2003
2005
919.20
18.00
3.60
1.80
2003
2006
$ 450 105.09
Longitud (m)
Ancho (m)
Carriles (2):
Berma (m)
Año
Año Terminación Obra
Hace parte de la nuev a v ía Bogotá -
Villav icencio, está localizado sobre la
quebrada del mismo nombre en el km 89
"PIPIRAL"
$ 50 000 000 000.00 $ 91 743 119 266.06 $ 203 826.00
$ 120 259.10
Longitud (m)
Estrecho de Galán, entre el campo Galán de
Barrancabermeja -Santander y el campo
Casabe del municipio de YondóAntioquia
"GUILLERMO GAVIRIA CORREA"
$ 36 700 000 000.00 $ 39 926 022 628.37
Ancho (m)
Carriles (6):
Berma (m)
Año
Año Terminación Obra
$ 332 000.00
Año Terminación Obra
Costo Por Km
$ 42 692 939 244.66 $ 332 000.00
Costo Por Km (S.M.L.V)
$ 128 593.19
"CAJONES"
ESPECIFICACIONES VIADUCTO Costo
$ 7 800 000 000.00
Vía Ibagué -Cajamarca Km 48+850 -Km
49+367, departamento de Tolima.
Año
Longitud (m)
Ancho (m)
Carriles (2):
Berma (m)
131
Tabla 37 Viaductos Existentes en Colombia
Fuente: Elaboración Propia
S.M.L.V. (Año)
500.00
10.60
3.50
1.80
2006
2010
363.00
9.60
3.60
1.80
2009
2011
Costo Por Km Costo Por Km (S.M.L.V)ESPECIFICACIONES VIADUCTO Costo
$ 588 235.29
Longitud (m)
Ancho (m)
Carriles (2):
Berma (m)
Año
Año Terminación Obra
Es el primero de su tipo en Latinoamérica, fue
contemplado con el fin de descongestionar el
tránsito por el alto de Boquerón en la v ía entre
Dosquebradas y Santa Rosa de Cabal.
"VIADUCTO ELICOIDAL"
$ 120 000 000 000.00 $ 240 000 000 000.00 $ 408 000.00
$ 83 160.22
Longitud (m)
Ancho (m)
Carriles (2):
Berma (m)
Año
Año Terminación Obra
Corredor v ial La Caro – Zipaquirá,
galardonado con el "Premio Excelencia en
Concreto 2010"
"VIADUCTO PORTACHUELO"
$ 15 000 000 000.00 $ 41 322 314 049.59 $ 496 900.00
132
Por lo anterior, el costo por kilómetro del proyecto actual será tomado como:
$ 184.049.562
Teniendo en cuenta que a lo largo del proyecto se desarrollan 9.068
kilómetros de viaducto se presenta la tabla 35 donde relaciona el costo total
de construcción de la autopista a doble nivel en la calle 13.
Tabla 38 Costo de Construcción del Proyecto
Fuente: Elaboración Propia
Por lo tanto, para el desarrollo del viaducto se requiere una inversión de
$ 1 075 395 296 724.69 (ver anexo 5)
9.2. RECUPERACIÓN
De acuerdo a las proyecciones realizadas en el capítulo 7, numeral 2
referente a la proyección Vehicular para la autopista a doble nivel en la calle
13, se realiza un cálculo aproximado de los costos que generará la vía,
suponiendo que los vehículos que transiten por ella, pagarán un peaje de $1
500.00. Con un costo de construcción de aproximadamente un (1) billón de
pesos se pretende recuperar dicho valor a lo largo de los 20 años de vida útil
del viaducto como se observa en la tabla 36.
Kilómetros Proyecto
Costo de Construcción Total $ 1 075 395 296 724.69
9.068
COSTO DE CONSTRUCCIÓN
Salario Mínimo Legal Vigente 2015 $ 644 350.00
Costo Kilómetro a la Fecha $ 118 592 335 324.73
Costo Por Kilómetro $ 184 049.56
133
Tabla 39 Costo de Recuperación
Fuente: Elaboración Propia
Como se puede observar, el valor recaudado hasta el 2036 será un poco
más la inversión total realizada para la construcción del viaducto con un valor
de $ 1 232 527 401 000.00. Esto, se debe a que el volumen que transita por
la vía es importante ya que es un acceso de entrada y salida de la ciudad en
Costo de Recuperación al Año 2036 $ 1 232 527 401 000.00
$ 71 266 104 000.00
$ 73 780 968 600.00
2034 599777
Tarifa Base del Peaje: $ 1 500.00
$ 76 295 833 200.00
22
23
21
6
18
19
20
25
26
24 2033
2035
580638
542360
561499
618916
$ 83 840 427 000.00
$ 53 662 051 800.00
$ 56 176 916 400.00
$ 58 691 781 000.00
$ 61 206 645 600.00
$ 63 721 510 200.00
$ 66 236 374 800.00
$ 68 751 239 400.00
$ 78 810 697 800.00
$ 81 325 562 400.00
159580
178719
197858
216997
236136
255275
274414
293553
312692
331831
350970
370109
389248
408387
427526
446665
465804
484943
504082
523221
63805527
140441
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2036
16
17
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
9
10
11
12
15
7
8
1
2
3
4
5
X
13
14
Año Valor Anual - PeajeTransito Futuro
(Veh/día)
2010
2011
2012
2013
2014
$ 46 117 458 000.00
2015
2016
2017
$ 48 632 322 600.00
$ 51 147 187 200.00
$ 33 543 135 000.00
$ 36 057 999 600.00
$ 38 572 864 200.00
$ 41 087 728 800.00
$ 43 602 593 400.00
134
comunicación con el occidente del país. Se empieza a cobrar la cuota de
peaje por vehículo a partir del año 2016 ya que es el año proyectado para
que el viaducto entre en funcionamiento luego de su construcción. Por lo
anterior, se puede considerar que en el año 2035 se recaude el valor de
$ 1 148 686 974 000.00 que cubrirá el costo invertido inicialmente.
Los cálculos de costo de recuperación se encuentran en el anexo 5
135
10. CONCLUSIONES
La alternativa de diseño y construcción de una autopista a doble nivel
en dicho punto de la ciudad es una solución oportuna a los problemas
de movilidad de la zona, ofreciendo un nivel de servicio tipo C donde
el vehículo será capaz de transitar a 100 km/h sin mayores retrasos en
su recorrido, ajustándose a las necesidades de operación del
proyecto.
La autopista a doble nivel propuesta pretende unir el sector 4 del anillo
vial con el sector 7, atravesando la ciudad en sentido Oriente –
Occidente con una longitud de 9.068 kilómetros desde el municipio de
Funza hasta el empalme con el sector 7
El diseño geométrico propuesto cumple con los parámetros de calidad
dictados por las normas del INVIAS y la AASHTO garantizando así la
comodidad y seguridad para el usuario.
El costo de inversión para la construcción del viaducto es de
$ 1 075 395 296 724.69
Con un costo de peaje a $1 500 se espera realizar un recaudo de
$ 1 232 527 401 000.00 al cabo de 20 años (vida útil de la autopista a
doble nivel), superando en el valor invertido para los costos de
construcción del proyecto por un valor de $ 157 132 104 275.31
136
El costo de construcción de la vía será recuperado luego de 19 años
de vida útil de la misma con un valor de peaje $1 500 con una
ganancia neta de $ 73 291 677 275.31 para el año 2035.
Los usuarios que normalmente esperan salir de la ciudad hacia el
occidente del país, podrán acceder al anillo vial reduciendo tiempos y
distancias de viaje con una seguridad mayor debido al reducido
número de intersecciones existentes.
La construcción de una autopista de doble nivel en este punto del
país, es una estrategia de comunicación apropiada entre los
municipios centrales y occidentales del departamento de
Cundinamarca con la capital del país, desembotellando la zona e
integrando el desarrollo económico nacional, generando efectos
positivos sobre la productividad y el crecimiento de la economía de la
zona.
Se estima, que el viaducto con una longitud de aproximadamente 9
kilómetros se uno de los más extensos no solo en el casco urbano de
la ciudad de Bogotá sino de todo el territorio nacional. Gracias a esto,
su construcción permitirá desatrasar al país en infraestructura y
representa un significativo avance a nivel cultural, pues su diseño se
elaboró de manera planificada y estructurada.
137
11. RECOMENDACIONES
Se recomienda utilizar una base de datos de información actualizada
para el desarrollo de este tipo de proyectos debido a que las planchas
cartográficas con las que cuenta el IGAC son del año 1978 y no
tienen actualizaciones, por lo que se recurrió a utilizar información
proporcionada por el IDECA
Es necesario la realización de estudios de tránsito a profundidad en la
fase de factibilidad, como encuestas origen - destino, para determinar
con certeza el valor del tránsito atraído, el cual fue asumido con un
dato del 20% teniendo en cuenta las condiciones actuales de la
ciudad; con ello se puede determinar el número adecuado de carriles
que debe tener la vía para soportar el tráfico necesario.
Para realizar un estudio completo a nivel de prefactibilidad se deben
llevar a cabo estudios de geotecnia de pavimentos y diseño estructural
para el diseño geométrico, ya que las estructuras propuestas en el
proyecto son provisionales y se utilizan únicamente para hacer un
análisis aproximado de costos en cuanto a volúmenes y materiales.
138
12. BIBLIOGRAFÍA
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