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DISEÑO GEOMÉTRICO Y ESTUDIOS DE LAS VÍAS URBANAS: HAYUELOS, TOYOTA Y SEMINARIO EN TUNJA
EDWIN ENRIQUE GÓMEZ MONTOYA
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE TRANSPORTE Y VÍAS
TUNJA
2018
DISEÑO GEOMÉTRICO Y ESTUDIOS DE LAS VÍAS URBANAS: HAYUELOS, TOYOTA Y SEMINARIO EN TUNJA
EDWIN ENRIQUE GÓMEZ MONTOYA
Modalidad:
Práctica con Proyección Empresarial
Director
GONZALO PÉREZ BUITRAGO
Ingeniero en Transporte y vías
Esp. Msc. Ingeniería de Vías Terrestres
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE TRANSPORTE Y VÍAS
TUNJA
2018
Nota de aceptación
______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________
______________________________________ Firma del presidente del jurado
______________________________________ Firma del jurado
______________________________________ Firma del jurado
Tunja, 23 de Mayo de 2018
AGRADECIMIENTOS
Escribir este trabajo ha sido un gran logro para mí y es por eso que quiero agradecer a aquellas personas que me han ayudado y apoyado durante este proceso.
Primero que todo, doy las gracias a Dios por estar en cada momento de mi vida, dándome sabiduría, llenando mi vida de bendiciones y personas correctas, para lograr cumplir mis metas y objetivos, y ahora mismo este proyecto.
Además, particularmente me gustaría nombrar a mis directores, ingeniero Silvestre Fonseca e Ingeniero Gonzalo Pérez Buitrago, a quienes les quiero expresar mi más profundo agradecimiento, por el acompañamiento, dedicación, compromiso y por hacer posible la realización de este proyecto, me han brindado las herramientas necesarias para completar de manera satisfactoria mi trabajo de grado.
A mis padres Oscar Gómez y Luz Dary Montoya por apoyarme en cada aspecto de mi vida, por sus sabios consejos y su comprensión, por ser mi motor y mi constante motivación para cumplir este sueño; a mis hermanas y demás familiares, por su apoyo incondicional.
A mis amigos y compañeros, con quienes tuve la oportunidad de crecer y formarme como ingeniero, por compartir junto a mí tantos buenos y malos momentos, por estar siempre ahí.
Muchas gracias a todos.
CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 15
1. ASPECTOS GENERALES ............................................................................. 17
1.1 RESEÑA HISTÓRICA .................................................................................. 17
1.2 LOCALIZACIÓN ........................................................................................... 18
2. CONTROLES Y CRITERIOS DE DISEÑO GEOMÉTRICO............................ 19
2.1 GENERALIDADES ....................................................................................... 19
2.2 VELOCIDAD DE DISEÑO ............................................................................ 21
2.3 VEHÍCULO DE DISEÑO .............................................................................. 21
2.4 FACTORES HUMANOS .............................................................................. 22
2.5 DISTANCIAS DE VISIBILIDAD .................................................................... 23
2.5.1 Distancia de visibilidad de parada (DVP) ....................................................... 23
2.5.2 Distancia de visibilidad de adelantamiento (Da) ........................................... 25
2.6 ALINEAMIENTO HORIZONTAL .................................................................. 25
2.6.1 Curvas horizontales ...................................................................................... 25
2.6.2 Longitud de la curva espiral .......................................................................... 26
2.6.3 Entretangencias ............................................................................................ 28
2.7 TRANSICIÓN DEL PERALTE ...................................................................... 28
2.7.1 MÉTODO 5 – AASHTO................................................................................. 28
2.7.2 Rampa de peralte ......................................................................................... 32
2.7.3 Longitud de transición ................................................................................... 33
2.8 ALINEAMIENTO VERTICAL ........................................................................ 33
2.8.1 Línea de pendiente ....................................................................................... 34
2.8.2 Pendiente mínima ......................................................................................... 34
2.8.3 Pendiente máxima ........................................................................................ 34
2.8.4 Longitud mínima ........................................................................................... 34
2.8.5 Curvas verticales .......................................................................................... 35
2.9 SECCIÓN TRANSVERSAL TÍPICA ............................................................. 36
2.9.1 Ancho de los carriles ..................................................................................... 37
2.9.2 Número de carriles ........................................................................................ 37
2.9.3 Pendiente transversal ................................................................................... 37
2.9.4 Bermas.......................................................................................................... 38
2.9.5 Separadores ................................................................................................. 39
2.9.6 Zonas peatonales ......................................................................................... 39
2.10 INTERSECCIONES .................................................................................. 39
2.10.1 Carriles de aceleración ............................................................................... 40
2.10.2 Carriles de desaceleración .......................................................................... 40
2.10.3 Isletas direccionales .................................................................................... 40
2.10.4 Carril de giro a la izquierda ......................................................................... 41
2.11 OBRAS COMPLEMENTARIAS ................................................................ 42
2.11.1 Puentes o Pontones .................................................................................... 42
2.11.2 Drenaje superficial ...................................................................................... 42
2.11.3 Iluminación .................................................................................................. 43
2.11.4 Señalización ................................................................................................ 45
2.12 MOVIMIENTO DE TIERRAS .................................................................... 46
2.13 AFECTACIONES PREDIALES ................................................................. 46
2.13.1 Polígonos para el cálculo de las áreas afectadas ....................................... 47
2.13.1.2 Polígonos prediales.................................................................................. 47
2.13.2 Cálculo de áreas ......................................................................................... 47
2.13.3 Cálculo de construcciones .......................................................................... 48
2.14 DETERMINACIÓN DE COSTOS .............................................................. 48
3. DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA CALLE 51 – VÍA TOYOTA ........................... 49
3.1 LOCALIZACIÓN ........................................................................................... 49
3.2 SECCIÓN TRANSVERSAL ......................................................................... 49
3.3 DISEÑO HORIZONTAL ............................................................................... 50
3.4 TRANSICIÓN DEL PERALTE ...................................................................... 54
3.5 DISEÑO VERTICAL ..................................................................................... 55
3.6 DISEÑO DE INTERSECCIONES ................................................................. 56
3.6.1 Intersección Calle 51 – Antigua vía a Paipa .................................................. 56
3.6.2 Intersección Calle 51 – Avenida Universitaria ............................................... 56
3.7 OBRAS COMPLEMENTARIAS .................................................................... 59
3.7.1 Drenaje Superficial ........................................................................................ 59
3.7.2 Señalización .................................................................................................. 59
3.8 AFECTACIONES PREDIALES .................................................................... 60
3.9 DETERMINACIÓN DE COSTOS ................................................................. 61
3.9.1 Determinación de las cantidades de obra ..................................................... 61
3.9.2 Costos totales ............................................................................................... 62
4. DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA CALLE 59 – VÍA HAYUELOS ...................... 63
4.1 LOCALIZACIÓN ........................................................................................... 63
4.2 SECCIÓN TRANSVERSAL ......................................................................... 63
4.3 DISEÑO HORIZONTAL ............................................................................... 64
4.4 DISEÑO VERTICAL ..................................................................................... 65
4.5 DISEÑO DE INTERSECCIONES ................................................................. 66
4.5.1 Intersección Calle 59 – Antigua vía a Paipa .................................................. 66
4.5.2 Intersección Calle 59 – Avenida Universitaria ............................................... 67
4.6 OBRAS COMPLEMENTARIAS .................................................................... 70
4.6.1 Drenaje Superficial ........................................................................................ 70
4.6.2 Señalización .................................................................................................. 70
4.7 AFECTACIONES PREDIALES .................................................................... 71
4.8 DETERMINACIÓN DE COSTOS ................................................................. 72
4.8.1 Determinación de las cantidades de obra ..................................................... 72
4.8.2 Costos totales ............................................................................................... 73
5. DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA CALLE 64 – VÍA SEMINARIO ..................... 74
5.1 LOCALIZACIÓN ........................................................................................... 74
5.2 SECCIÓN TRANSVERSAL ......................................................................... 74
5.3 DISTANCIAS DE VISIBILIDAD .................................................................... 75
5.3.1 Distancia de Visibilidad de Parada (Dvp) ...................................................... 76
5.4 DISEÑO HORIZONTAL ............................................................................... 76
5.5 TRANSICIÓN DEL PERALTE ...................................................................... 79
5.6 DISEÑO VERTICAL ..................................................................................... 80
5.7 DISEÑO DE INTERSECCIONES ................................................................. 81
5.7.1 Intersección Calle 64 – Antigua vía a Paipa .................................................. 81
5.7.2 Intersección Calle 64 – Avenida Universitaria ............................................... 82
5.8 OBRAS COMPLEMENTARIAS .................................................................... 83
5.8.1 Drenaje superficial ........................................................................................ 83
5.8.2 Señalización .................................................................................................. 84
5.9 AFECTACIONES PREDIALES .................................................................... 85
5.10 DETERMINACIÓN DE COSTOS .............................................................. 86
5.10.1 Determinación de las cantidades de obra ................................................... 86
5.10.2 Costos totales ............................................................................................. 87
6. RESUMEN DE COSTOS ................................................................................ 88
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................. 90
BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 91
ANEXOS ................................................................................................................ 93
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Localización Geográfica. ......................................................................... 18
Figura 2. Vehículo de Diseño ................................................................................. 21
Figura 3. Método 5 de la AASHTO ........................................................................ 29
Figura 4. Giro de las calzada respecto al eje de la carretera ................................. 32
Figura 5. Giro de las calzadas para vías con separador ........................................ 38
Figura 6. Giro de las calzada respecto al eje de la carretera ................................. 38
Figura 7. Esquema de Carril de Giro a la Izquierda ............................................... 41
Figura 8. Apertura del Separador central ............................................................... 42
Figura 9. Clases de iluminación para vía vehiculares ............................................ 43
Figura 10. Requisitos fotométricos mantenidos por clase de iluminación para tráfico motorizado con base en la luminancia de la calzada ............................................. 44
Figura 11. Recomendaciones para disposición de luminarias ............................... 44
Figura 12. Localización Calle 51 ............................................................................ 49
Figura 13. Sección Transversal - Calle 51 ............................................................. 50
Figura 14. Cruce Calle 51 - Río Jordán ................................................................. 52
Figura 15. Sección transversal – Puente – Calle 51 .............................................. 54
Figura 16. Intersección Calle 51 - Avenida Universitaria ....................................... 58
Figura 17. Ubicación de alcantarillas - Calle 51 ..................................................... 59
Figura 18. Áreas de afectación - Calle 51 .............................................................. 60
Figura 19. Localización Calle 59 ............................................................................ 63
Figura 20. Sección Transversal - Calle 59 ............................................................. 64
Figura 21. Sección transversal – Puente – Calle 59 .............................................. 65
Figura 22. Intersección Calle 59 - Antigua vía a Paipa .......................................... 67
Figura 23. Intersección Calle 59 - Avenida Universitaria ....................................... 69
Figura 24. Ubicación alcantarillas calle 59 ............................................................. 70
Figura 25. Áreas de afectación calle 59 ................................................................. 71
Figura 26. Localización Calle 64 ............................................................................ 74
Figura 27. Sección Transversal - Calle 64 ............................................................. 75
Figura 28. Sección transversal – Puente – Calle 64 .............................................. 79
Figura 29. Intersección Calle 64 - Antigua vía a Paipa .......................................... 82
Figura 30. Intersección Calle 64 - Avenida Universitaria ....................................... 83
Figura 31. Drenaje Calle 64 ................................................................................... 84
Figura 32. Áreas de afectación calle 64 ................................................................. 85
Figura 33. Estructura Pavimento ............................................................................ 89
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Radios de giro mínimos en las trayectorias vehiculares .......................... 22
Tabla 2. Distancia de visibilidad de parada ............................................................ 24
Tabla 3. Tipo de curva de acuerdo al ángulo de deflexión ..................................... 25
Tabla 4. Valores de Kmin ......................................................................................... 36
Tabla 5. Longitud total carriles de aceleración y desaceleración .......................... 40
Tabla 6. Cálculo parámetro mínimo de la espiral ................................................... 51
Tabla 7. Curvas Espirales - Calle 51 ...................................................................... 53
Tabla 8. Cálculo peralte calle 51 ............................................................................ 54
Tabla 9. Resumen Elementos Curvas Verticales ................................................... 55
Tabla 10. Señalización Vertical calle 51 ................................................................ 59
Tabla 11. Áreas de afectación Calle 51 ................................................................. 60
Tabla 12. Relación registro – Propietario calle 51 .................................................. 61
Tabla 13. Volúmenes cantidades de obra - Rasante ............................................. 61
Tabla 14. Cantidades obras complementarias ....................................................... 61
Tabla 15. Costos totales - Calle 51 ........................................................................ 62
Tabla 16. Resumen Elementos Curvas Verticales ................................................. 65
Tabla 17. Señalización Vertical .............................................................................. 70
Tabla 18. Áreas de afectación - Calle 59 ............................................................... 72
Tabla 19. Volúmenes cantidades de obra - Rasante ............................................. 72
Tabla 20. Cantidades obras complementarias ....................................................... 72
Tabla 21. Costos totales - Calle 59 ........................................................................ 73
Tabla 22. Cálculo parámetro mínimo de la espiral ................................................. 76
Tabla 23. Curvas espirales - Calle 64 .................................................................... 78
Tabla 24. Cálculo peralte calle 64 .......................................................................... 80
Tabla 25. Resumen Elementos Curvas Verticales ................................................. 81
Tabla 26. Señalización Vertical Calle 64 ................................................................ 84
Tabla 27. Áreas de afectación - Calle 64 ............................................................... 85
Tabla 28. Volúmenes cantidades de obra - Rasante ............................................. 86
Tabla 29. Cantidades obras complementarias ....................................................... 86
Tabla 30. Costos totales - Calle 64 ........................................................................ 87
Tabla 31. Costo General ........................................................................................ 88
LISTA DE ANEXOS
Pág.
ANEXO A. PLANOS .............................................................................................. 93
ANEXO B. CANTIDADES DE OBRA ..................................................................... 94
ANEXO C. PRECIOS UNITARIOS ...................................................................... 106
ANEXO D. COORDENADAS DE LOS EJES ....................................................... 107
15
INTRODUCCIÓN
La ciudad de Tunja y especialmente el sector Nor-Oriental durante los últimos años presenta un incremento notable en los índices urbanísticos y poblacionales, lo cual afecta la movilidad vehicular y el flujo peatonal. Por tal razón, en Tunja se evidencian aumentos en los riesgos de accidentalidad y altos grados de congestión que generan niveles de servicio inapropiados.
El manual de diseño geométrico de carreteras y calles de la AASHTO1 señala que, para un buen funcionamiento de la red vial, debe estar compuesta por un sistema jerárquico en el cual se garantice que la variación de la velocidad vehicular no genere problemas en la movilidad, seguridad y accesibilidad entre las diferentes categorías de vías urbanas, clasificadas como arterias principales, arterias secundarias, vías colectoras y vías locales. La mayoría de las ciudades colombianas adolecen de esta planeación vial, donde no existe una adecuada coordinación, continuidad y homogeneidad de la red vial urbana y se han venido desarrollando de acuerdo con la orientación e intereses de los urbanizadores y no con los intereses de la comunidad.
Teniendo en cuenta el plan de desarrollo municipal (2016-2019) de la ciudad de Tunja2, la red vial principal está constituida en su mayoría por vías longitudinales que estructuran la movilidad de la ciudad en sentido norte-sur, sin embargo, los desplazamientos en sentido oriente-occidente se ven limitados por el déficit de vías que existe actualmente, por tanto se requiere la construcción de vías longitudinales alternas y continuas, que permitan conformar una red articulada que distribuya las cargas de tráfico sobre las vías existentes y en proyectos, que cumplan condición jerárquica para el buen funcionamiento de la red vial.
El programa de movilidad eficiente y amable (2016-2019) contenido dentro del plan de desarrollo municipal de Tunja3, señala que uno de los objetivos principales es la ampliación y mejoramiento de la malla vial vehicular del área urbana y rural, dando
1 AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS. A policy on Geometric Design of Highways and streets. 5th ed Washington, D.C.: AASHTO, 2004. 1 – 6 p.
2 ALCALDÍA MAYOR DE TUNJA. Plan de Desarrollo Municipal ¡Tunja en Equipo! (2016-2019). Tunja, 2016. 127 p.
3 Ibíd. p. 27.
16
prioridad al desarrollo de vías oriente-occidente trazadas en el ordenamiento territorial.
La Secretaría de Infraestructura del municipio en cumplimiento de dichos objetivos está comprometida con la realización de los estudios, diseño geométrico, trazado y estudios de afectaciones prediales correspondientes a las vías urbanas, calle 51, 59 y 64 entre avenida universitaria y la antigua vía a Paipa, proyectos sobre los cuales se desarrolló éste proyecto de grado de Ingeniería de Transporte y Vías.
El presente proyecto está dividido en tres fases principales compuestas de la siguiente manera:
FASE 1 y FASE 2. Inician con un estudio cualitativo documental identificando las metodologías para el diseño y trazado de vías urbanas, centrado en la recolección de información base para el diseño de vías urbanas, definición de materiales de apoyo a utilizar, además de adopción de la cartografía dispuesta por la Secretaría de Infraestructura del Municipio de Tunja, esta información está contenida en los capítulos 1 y 2, a partir de la información obtenida durante la fase 2, se realizó un análisis de información catastral, presentada de forma individual en cada diseño.
FASE 3. Dentro de esta se encuentran dispuestas todas las especificaciones de diseño de manera general e individual para cada vía, teniendo en cuenta las características topográficas y especificaciones dadas por la Secretaria de Infraestructura del Municipio de Tunja, se desarrolla en su totalidad en los capítulos 3, 4 y 5. Finalizando con la determinación de costos de manera general e individual para cada proyecto.
17
1. ASPECTOS GENERALES
1.1 RESEÑA HISTÓRICA
El desarrollo vial del municipio de Tunja es uno de los aspectos más importantes para la alcaldía del Dr. Pablo Emilio Cepeda Novoa; a lo largo de los años se han planteado y realizado proyectos viales sobre el sector Nor–Oriental, dado el crecimiento urbanístico, comercial y poblacional de la ciudad.
La Escuela de Ingeniería en Transporte y Vías de la Universidad Pedagógica y Tecnología de Colombia, dentro de la formación de profesionales altamente capacitados, ha desarrollado en la modalidad de proyectos de grado, diseños y propuestas de corredores viales para la ciudad dentro de los cuales se pueden destacar los siguientes.
En el sector centro de la ciudad de Tunja, durante el año de 1991, el ingeniero Carlos Javier Gonzales Vergara4, desarrolló como proyecto de grado el Diseño Geométrico y de Pavimentos carrera 14 Tramo calle 24 y calle 31, el objetivo principal del proyecto fue culminar el trazado de la calle 24, buscando una mejora del tránsito aliviando el congestionamiento presentado en dicha época.
Como proyecto de grado en el año 1992 los ingenieros, Ferney Alonso Bernal y Guillermo Arturo Celis5 realizaron el diseño geométrico y de pavimentos de la Avenida Los Cristales en la ciudad de Tunja, el cual tenía como fin conectar la avenida norte y la antigua vía a Paipa, con la avenida perimetral del municipio, proporcionando un canal de circulación para el tránsito automotor al servicio del renglón industrial y comercial del sector oriental de la ciudad, en cumplimiento con el plan vial 450 años de la ciudad de Tunja.
4 GONZALEZ, Carlos Javier. Diseño geométrico y de pavimentos carrera 14 tramo calle 24 y calle 31. Trabajo de grado Ingeniero de Transporte y Vías. Tunja. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Facultad de Ingeniería, 1991. 250 p.
5 BERNAL, Ferney y CELIS, Guillermo. Diseño geométrico y de pavimentos de la avenida los cristales – Tunja. Trabajo de grado Ingeniero de Transporte y Vías. Tunja. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Facultad de Ingeniería, 1992. 85 p.
18
1.2 LOCALIZACIÓN
Las vías diseñadas se encuentran ubicadas en el sector nor-oriental de la ciudad sobre la zona urbana, la clasificación de usos del suelo las caracteriza como zonas comerciales y residenciales, definidas en el plan de desarrollo territorial como sectores “del nuevo urbanismo”, con ingresos medios y actividad universitaria.
Las avenidas, Hayuelos (Calle 51), Toyota (Calle 59) y Seminario (Calle 64) conectarán la antigua vía a Paipa con la Avenida Universitaria. (Figura 1).
Figura 1. Localización Geográfica.
Fuente. Elaboración Propia – Google Earth
19
2. CONTROLES Y CRITERIOS DE DISEÑO GEOMÉTRICO
2.1 GENERALIDADES
Para el desarrollo de un proyecto integral de una carretera, el ingeniero James Cárdenas6 señala que el diseño geométrico es la parte más importante, ya que a través de él se establece su configuración geométrica tridimensional, con el fin de que la vía sea funcional, segura, cómoda, estética, económica y compatible con el medio ambiente. Es necesario realizar el diseño de obras de acuerdo con la topografía y en cumplimiento con especificaciones, normas, requisitos de seguridad y economía.
La guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. del IDU7 define los aspectos y criterios básicos de diseño que se deben considerar para un proyecto de diseño geométrico, el cual se ajustará según las necesidades en función de la integración con las demás áreas. El proyecto geométrico debe generar las cotas y coordenadas de ejes y bordes del pavimento, así como el modelo tridimensional de diseño incluyendo: calzadas, elementos estructurales, paisajísticos, de mobiliario urbano, señalización vertical, iluminación, construcciones y demás elementos, que se requieran para poder visualizar el proyecto tal como quedaría construido y realizar así análisis de visibilidad, operación y seguridad vial, en función de los criterios para el diseño de proyectos viales urbanos, que incluyen entre otros aspectos, el análisis del entorno urbano, las condiciones topográficas, los requerimientos de seguridad vial, la situación del tránsito actual y las correspondientes recomendaciones para la implementación del proyecto, así como, los requerimientos del sistema de transporte.
Para realizar el diseño geométrico, es de gran importancia definir los elementos de diseño, los cuales se concretan de acuerdo con las especificaciones dadas en las guías del IDU durante la planeación del proyecto, dichos elementos comprenden: tipo de vía, vehículo de diseño, velocidad de diseño, sección típica, pendiente máxima y mínima, entre otros.
6 CÁRDENAS, James. Diseño Geométrico de Carreteras. 2ª. ed. Bogotá D.C.: Ecoe, 2013. 501 p.
7 CORPORACIÓN ANDINA DE FOMENTO, et al. Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C: Universidad Nacional de Colombia, 2015. 427 p.
20
La República de Colombia a través del Ministerio de Transporte mediante la resolución 0007448 con el contrato de consultoría número 1545 de 2007 realizado por el Instituto Nacional de Vías INVIAS, adoptó como norma técnica para los proyectos de la red vial nacional el “Manual de Diseño Geométrico para carreteras 2008”.
En este proyecto se utilizan las bases teóricas del “Manual de Diseño Geométrico 2008” del INVIAS aplicado a proyectos de vías urbanas, en conjunto con la “Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C” del IDU, y el “Libro verde” de la AASHTO 2011, y se hace uso de las herramientas informáticas requeridas para los diseños, como AutoCAD Civil 3D, utilizada para el diseño de infraestructura vial.
La justificación del proyecto recae sobre la ley 1083 de 20069 que busca dar prelación a la movilización en modos alternativos de transporte, entendiendo por éstos el desplazamiento peatonal, en bicicleta o en otros medios no contaminantes, así como los sistemas de transporte público que funcionen con combustibles limpios. En los términos del literal a) del artículo 9º de la ley 388 de 199710, los municipios deberán formular y adoptar “Planes de Movilidad”, para aquellos con una población superior a los 100.000 habitantes.
En cumplimiento con las leyes mencionadas, el Dr. Pablo Emilio Cepeda Novoa, alcalde del municipio de Tunja, y sus colaboradores presentaron el plan de desarrollo municipal para el periodo correspondiente, el cual se enmarca en el mejoramiento de diversos aspectos del municipio, se destaca la formulación del “Plan de Movilidad Eficiente y Amable” en el que para términos del presente proyecto, se contempla el programa de “Ampliación y mejoramiento de la malla vial vehicular” punto base sobre el cual se enmarca el presente documento.
En los numerales siguientes se expondrán los controles, criterios y elementos de diseño que se tuvieron en cuenta para el desarrollo del proyecto y luego los resultados del diseño para los diferentes criterios utilizados.
8 COLOMBIA. MINISTERIO DE TRANSPORTE. Resolución 000744 (4, marzo, 2009). Por la cual se actualiza el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras. Bogotá D.C.: El Ministerio, 2009. 2 p.
9 COLOMBIA. CONGRESO DE LA REPÚBLICA. Ley 1083 (31, julio, 2006). Por medio de la cual se establecen algunas normas sobre planeación urbana sostenible y se dictan otras disposiciones. Diario Oficial. Bogotá, D.C., 2006. 5 p.
10 COLOMBIA. CONGRESO DE LA REPÚBLICA. Ley 388 (18, julio, 1997). Por la cual se modifica la Ley 9ª de 1989, y la Ley 3ª de 1991 y se dictan otras disposiciones. Diario Oficial. Bogotá, D.C., 1997. 49 p.
21
2.2 VELOCIDAD DE DISEÑO
Teniendo en cuenta la guía de diseño de vías urbanas del IDU11 y las especificaciones dadas por la secretaría de infraestructura de la ciudad, la velocidad de diseño para los proyectos realizados, clasificados como vías colectoras, es de 30 km/h.
2.3 VEHÍCULO DE DISEÑO
De acuerdo con el uso del suelo y las zonas comerciales de la zona, como lo son concesionarios, ferreterías, etc., el vehículo de diseño seleccionado es el tracto camión WB-12M, sus dimensiones y características se encuentran dentro de la guía de diseño geométrico de vías urbanas, libro basado en el manual de la AASHTO 2004. (Figura 2).
Figura 2. Vehículo de Diseño
Fuente. Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C., Capitulo 3. Diseño Geométrico de Corredores Viales., 131 p. [Figura 5. Trayectoria vehículo WB-12M].
11 CORPORACIÓN ANDINA DE FOMENTO, Op. Cit., 188 p.
22
Dimensiones en metros
Altura: 2.29 m Ancho: 2.59 Longitud: 20.99 m
Radio mínimo de giro en el eje vehicular: 10.98 m Radio mínimo en la trayectoria exterior de la saliente frontal : 12.53 m Radio mínimo en la trayectoria de la rueda trasera exterior: 5.89 m
Tabla 1. Radios de giro mínimos en las trayectorias vehiculares
Au
to
(PM
-4.7
9M
)
Tra
cto
Cam
ión
(WB
-12
M)
Tra
cto
Cam
ión
(WB
-15
M)
Tra
cto
Cam
ión
(WB
-19
M)
Cam
ión
C2
–G
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M-9
-15M
)
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M)
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(50
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S-8
.42
M)
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Art
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AS
-18.2
9M
)
Bia
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ula
do
(24
0 P
AS
-27.5
7M
)
Radio mínimo de giro en el eje vehicular 6.39 10.98 12.53 12.61 11.58 5.98 7.64 9.00 11.90 8.69 10.81
Radio mínimo en la trayectoria exterior de la saliente frontal
7.74 12.43 14.15 13.15 13.20 7.48 9.26 10.61 14.10 11.18 13.20
Radio mínimo en la trayectoria de la rueda trasera exterior
4.53 5.89 6.23 2.55 8.83 4.16 5.44 6.62 9.06 3.51
Fuente. Adaptado de: Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C., Capitulo 2. Criterios básicos para el diseño de proyectos viales urbanos. p. 94 [Tabla 8].
2.4 FACTORES HUMANOS
Dentro del diseño geométrico es importante considerar el comportamiento de los conductores, garantizando que el diseño sea compatible con sus capacidades y limitaciones, teniendo en cuenta las consideraciones del libro de la AASHTO12.
El tiempo de PIEV (*) – Percepción, Intelección, Emoción y Volición es uno de los parámetros más importantes utilizado generalmente para la señalización y diseño geométrico vial dado que corresponde al tiempo en que los conductores procesan la información e inician una respuesta, frente a un estímulo; es un parámetro básico
12 AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS. Op. Cit., 2-22
(*) CAL Y MAYOR & CARDENAS G. Determinan del tiempo PIEV en función de diversos factores humanos y climáticos.
23
para la estimación de las distancias de visibilidad de parada, sobrepaso y decisión, elementos importantes dentro del diseño geométrico.
La tarea de conducir depende de una correcta recepción y utilización de la información dada por la vía, con lo cual se garantizan buenas maniobras de adelantamiento, adecuada orientación y ubicación dentro del carril y demás actividades de conducción.
2.5 DISTANCIAS DE VISIBILIDAD
Dentro de los elementos de diseño las distancias de visibilidad son de gran importancia, cada diseño debe contar con la distancia visual suficiente para permitir a los conductores realizar las operaciones de adelantamiento, detención o decisión dentro de la tarea de conducción.
Definida por el manual del INVIAS13 como la longitud continua de carretera visible hacia adelante por el conductor de un vehículo que circula por ella.
2.5.1 Distancia de visibilidad de parada (DVP) Definida por el Manual de Diseño Geométrico del INVIAS 200814, como la distancia necesaria para que el conductor de un vehículo pueda detenerlo antes de llegar a un obstáculo que aparezca en su trayectoria al circular a la velocidad específica del elemento en el cual transita.
Corresponde a la suma de dos distancias: la distancia recorrida durante un tiempo de percepción y reacción y la distancia recorrida durante el frenado.
La distancia de visibilidad en terreno plano se determinó con base en la Ecuación 1 presentada en el manual del INVIAS 2008:
(1) 𝐷𝑉𝑃 = 0.278 ∗ 𝑉𝑒 ∗ 𝑡 + 0.039 ∗𝑉𝑒
2
𝑎
Dónde: DvP: Distancia de Visibilidad de parada, en metros.
13 INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Manual de Diseño Geométrico de Carreteras 2008. Bogotá D.C. 2008. p. 58
14 Ibid. p. 58
24
Ve: Velocidad Específica del elemento sobre el cual se ejerce la maniobra de frenado (VCH, VETH, VCV o VTV), en km/h.
t: Tiempo de percepción – reacción (PIEV), igual a 2.5 s.
a: Rata de desaceleración, igual a 3.4 m/s2.
Al reemplazar los valores anteriores la expresión queda así (Ecuación 2):
(2) 𝐷𝑉𝑃 = 0.695 ∗ 𝑉𝑒 +𝑉𝑒
2
87.18
Dado que las carreteras diseñadas presentan pendientes con rasantes superiores al tres por ciento (3%), es importante realizar las correcciones necesarias, calculando la distancia recorrida durante el frenado, afectada por la pendiente de la rasante.
De acuerdo con lo anterior la distancia de visibilidad de parada corregida en los tramos que presentan pendientes mayores al tres por ciento (3%) es (Ecuación 3):
(3) 𝐷𝑉𝑃 = 0.695 ∗ 𝑉𝑒 +𝑉𝑒
2
254∗(𝑎
9.81±
𝑝
100)
Para los diseños planteados se utilizaron las distancias de parada definidas en la Guía del IDU15, para la velocidad de diseño de 30 km/h, en pendientes mayores al nueve por ciento (9%) se aplicaron las ecuaciones presentadas.
Tabla 2. Distancia de visibilidad de parada
Ve
(Km
/h)
Dis
tan
cia
Ace
lera
ció
n
(m) Distancia de Frenado
(m) Distancia de Visibilidad de Parada
(m)
<3% -3% -6% -9% 3% 6% 9% <3% -3% -6% -9% 3% 6% 9%
30 20.9 10 9.66 9.66 9.66 9.65 9.65 9.65 30.60 30.51 30.51 30.51 30.50 30.50 30.50
Fuente. Adaptado de: Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C., Capitulo 2. Criterios básicos para el diseño de proyectos viales urbanos. p. 185. [Tabla 18].
15 CORPORACIÓN ANDINA DE FOMENTO, Op. Cit., p.185.
25
2.5.2 Distancia de visibilidad de adelantamiento (Da) El Instituto de Desarrollo Urbano de Bogotá16 define que a nivel urbano la revisión de las distancias de adelantamiento no condiciona la generación de zonas de rebase ni la disposición de la demarcación horizontal, como suele suceder a nivel rural, pues en este caso son muchas más las variables que influyen, en función de los tipo de conexión vial, los movimientos permitidos, el tránsito peatonal entre otras.
La distancia de visibilidad de adelantamiento, aplica para corredores arteriales e intermedios, por lo cual para los diseños desarrollados este criterio no aplica.
2.6 ALINEAMIENTO HORIZONTAL
Para cada caso de diseño se tuvieron en cuenta las condiciones topográficas, tipo de terreno, clasificación de la vía y la velocidad de diseño establecida; a partir de dichas consideraciones se presentan los diseños de manera individual, con base en las siguientes consideraciones para el diseño horizontal.
2.6.1 Curvas horizontales De acuerdo con las normas del INVÍAS y la guía de diseño de vías urbanas del IDU17, para los proyectos realizados las deflexiones totales (∆) de los alineamientos planteados son menores a veinte grados (20°), por lo cual se determinó el uso de curvas espiral – espiral simétricas. (Tabla 3).Teniendo en cuenta que el ángulo al centro de la espiral (θe) de cada una de las espirales, se limita a un valor máximo de diez grados (10°).
Tabla 3. Tipo de curva de acuerdo al ángulo de deflexión
ÁNGULO DE DEFLEXIÓN TIPO DE CONCATENACIÓN CASO
0-2° SIN CONCATENACIÓN 1
2°-6° CIRCULAR 2
6°-10° ESPIRAL – ESPIRAL 3
>20° E-C-E 4
Fuente. Adaptado de: Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C., Capitulo 3. Diseño Geométrico de Corredores Viales., p. 131 [Tabla 2].
El peralte máximo para los proyectos diseñados, conforme a las recomendaciones y los criterios de la AASHTO corresponde al 6%.
El radio mínimo de curvatura (Rcmin) está dado en función del peralte máximo (emáx), la velocidad específica (VCH) y el coeficiente de fricción transversal máxima (fTmáx)
16 Ibid. p. 185
17 CORPORACIÓN ANDINA DE FOMENTO, Op. Cit., p.131.
26
para la velocidad de 30 km/h corresponde a 0.28 – tabla 3.1 Manual de diseño geométrico INVIAS 2008).
(4) 𝑅𝐶𝑚𝑖𝑛 =(𝑉𝐶𝐻)2
127 ×(𝑒𝑚á𝑥+𝑓𝑇𝑚á𝑥)
𝑅𝐶𝑚𝑖𝑛 =(30)2
127 × (0.06 + 0.28)
𝑅𝐶𝑚𝑖𝑛 = 20.8 𝑚 ≈ 𝟐𝟏 𝒎
2.6.2 Longitud de la curva espiral Es importante definir la longitud mínima de la curva espiral, sobre el cual recae el diseño de las curvas dentro del proyecto, con base en el manual de diseño geométrico del INVIAS18, la longitud de la espiral se puede definir mediante el parámetro mínimo de la clotoide (A); el parámetro mínimo se establece con base en el estudio y análisis de los siguientes criterios relacionados con la seguridad y comodidad del usuario de la vía.
A partir del parámetro mínimo, se recalcula la longitud de la curva espiral con base en la siguiente Ecuación 5.
(5) 𝐿𝑒 =𝐴2
𝑅
Criterio I. Variación uniforme de la aceleración centrífuga (J), no compensada por el peralte; su valor se determina mediante la siguiente relación:
(6) 𝐴𝑚í𝑛 = √𝑉𝐶𝐻∗𝑅𝐶
46.656∗𝐽[
𝑉𝐶𝐻2
𝑅𝐶− (1.27 ∗ 𝑒)]
Para el parámetro J, variación de la aceleración centrífuga, se adopta un valor de 0.7 m/s3, correspondiente a una velocidad de 30 km/h (Valores especificados en la Tabla 3.7 del Manual de diseño geométrico INVIAS 2008).
18 INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Op. Cit. p. 118
27
Criterio II. Limitación por transición del peralte, en la determinación de los valores del parámetro mínimo.
(7) 𝐴𝑚í𝑛 = √𝑅𝑐 ∗𝑒∗𝑎
∆𝑠
Criterio III. Condición de percepción y de estética, la longitud de la curva de transición ha de ser suficiente para que se perciba de forma clara el cambio de curvatura, orientando adecuadamente al conductor y creando alineamientos armoniosos.
Para ello, es necesario que se cumplan los siguientes requisitos:
Criterio III.1. Se asume el disloque mínimo de veinticinco centímetros (0.25 m).
(8) 𝐴𝑚𝑖𝑛 = √24 ∗ ∆𝑅 ∗ 𝑅𝐶34
(9) 𝐴𝑚𝑖𝑛 ≥ √6 ∗ 𝑅𝐶34
Criterio III.2. Ángulo de giro de la espiral mínimo de tres grados (3°)
(10) 𝜃𝑒 =𝐿𝑒
2∗𝑅𝐶≥ 3° = 0.05236
(11) 𝐿𝑚𝑖𝑛 = 0.10372 ∗ 𝑅𝐶
Luego
(12) 𝐴𝑚𝑖𝑛 = √𝑅𝐶 ∗ 𝐿𝑒 = 0.3236 ∗ 𝑅𝐶
El valor máximo del parámetro (Amáx), debe ser igual a uno punto uno veces (1.1) el Radio (RC) de la curva en estudio.
(13) 𝐴𝑚á𝑥 = 1.1 ∗ 𝑅𝐶
28
Dónde: Amín: Parámetro mínimo, en metros.
Amáx: Parámetro máximo, en metros.
VCH: Velocidad Específica de la curva horizontal, en km/h.
RC: Radio de cálculo de la clotoide, en metros.
J: Variación de la aceleración centrífuga, en m/s3.
e: Peralte de la curva, en porcentaje (%).
a: Distancia del eje de giro al borde de la calzada, en metros.
s: Inclinación de la rampa de peraltes, en porcentaje (%).
ΔR: Disloque de la clotoide, en metros.
Le: Longitud de la clotoide, en metros.
θe: Ángulo de giro de la espiral
2.6.3 Entretangencias Considerando que los diseños realizados constan de curvas espiral – espiral de distinto sentido, siguiendo las recomendaciones del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras 200819, es prescindible el uso de tramos de entre tangencias rectos.
2.7 TRANSICIÓN DEL PERALTE
El peralte máximo en vías urbanas corresponde al 6%, se determina en función de la velocidad media de marcha y el radio final de la curva espiral; para curvas con radio superior al mínimo se determina haciendo uso del método 5 de la AASHTO20, adoptado por el INVIAS para Colombia en el manual de diseño geométrico del 2008, de igual forma, el valor del peralte se puede calcular haciendo uso de las tablas de diseño de peralte del INVIAS.
2.7.1 MÉTODO 5 – AASHTO
A continuación, se presenta un breve resumen de la formulación del método 5 de la AASHTO para la determinación de la transición del peralte (Figura 3):
19 Ibid. p. 119.
20 AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS. Op. Cit. 3 – 34
29
Figura 3. Método 5 de la AASHTO
Fuente. AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS, Chapter 3. p. 3-34 [Figure 3-8].
Partiendo de la ecuación:
(14) 0.01𝑒 + 𝑓 =𝑉2
127𝑅
Se tiene que el radio mínimo es igual a:
(15) 𝑅𝑚𝑖𝑛 =𝑉𝐷
2
127(0.01𝑒𝑚á𝑥+𝑓𝑚á𝑥)
Dónde: V = VD = Velocidad de diseño, km/h
e = emáx = Peralte máximo
f = fmáx = Factor de fricción transversal
R = Rmín = Radio mínimo, m
Además se tiene que:
(16) 𝑅𝑃𝐼 =𝑉𝑅
2
1.27𝑒𝑚á𝑥
Dónde: V = VR = Velocidad media de marcha, km/h
30
R = RPI = Radio al punto de intersección PI, de los segmentos 1 y 2 de la curva de distribución parabólica.
Teniendo en cuenta que (0.01e + f )D – (0.01e + f )R = h, se establece la siguiente ecuación para determinar hPI (desfase del eje 1/R):
(17) ℎ𝑃𝐼 =(0.01𝑒𝑚á𝑥)∗𝑉𝐷
2
𝑉𝑅2 − 0.01𝑒𝑚á𝑥
Obteniendo de esta forma S1 y S2 correspondientes a las pendientes de los segmentos 1 y 2
(18) 𝑆1 = ℎ𝑃𝐼 ∗ (𝑅𝑃𝐼) (19) 𝑆2 =𝑓𝑚á𝑥−ℎ𝑃𝐼
1
𝑅𝑚𝑖𝑛−
1
𝑅𝑃𝐼
La ecuación para la ordenada media (MO) de la curva de distribución es la siguiente:
(20) 𝑀𝑂 =𝐿1∗𝐿2∗(𝑆2−𝑆1)
2(𝐿1+𝐿2)
Dónde: L1 = 1/RPI
L2 = 1/Rmin-1/RPI
Para curvas de radios superiores al mínimo, la fricción transversal demandada no es la fricción transversal máxima (fTmáx) sino que su valor es establecido en el Método 5 mediante una función parabólica.
De esta forma para cualquier radio, se genera la siguiente ecuación:
(21) (0.01𝑒 + 𝑓)𝐷 =(0.01𝑒𝑚á𝑥+𝑓𝑚á𝑥)∗𝑅𝑚𝑖𝑛
𝑅
Se determina hacia qué lado de la curva parabólica se encuentra el punto de análisis, teniendo en cuenta las siguientes ecuaciones:
Para: 1/R ≤ 1/RPI
(22) 𝑓1 = 𝑀𝑂 ∗ (𝑅𝑃𝐼
𝑅)
2
+𝑆1
𝑅
31
Para: 1/R > 1/RPI
(23) 𝑓2 = (
1
𝑅𝑚𝑖𝑛−
1
𝑅
1
𝑅𝑚𝑖𝑛−
1
1𝑅𝑃𝐼
)
2
+ ℎ𝑃𝐼 + 𝑆2 ∗ (1
𝑅−
1
𝑅𝑃𝐼)
Dónde: f1 = f distribución a cualquier punto, 1/R ≤ 1/RPI
f2 = f distribución a cualquier punto, 1/R > 1/RPI
R = Valor del radio a cualquier punto
Para determinar el valor de e para cualquier radio se encuentra tomando el valor de (0.01e + f)D menos f1 o f2.
(24) 𝑒 =𝑉𝐷
2
127∗𝑅−
𝑓1𝑓2
⁄ ∗ 100
Con base en lo expuesto anteriormente, la transición del peraltado está constituida por dos tramos principales: 1. La distancia (N) necesaria para levantar el borde exterior, del bombeo normal a la nivelación con el eje de la vía, llamado aplanamiento y 2. La distancia (L) necesaria para pasar de este punto al peralte total en la curva circular. La longitud total de transición se define mediante la siguiente expresión:
(25) 𝐿𝑡 = 𝐿 + 𝑁
(26) 𝑁 =𝐵𝑁∗𝐿
𝑒𝑓
Dónde: Lt: Longitud total de transición, en metros.
L: Longitud del punto donde el peralte es cero al punto del peralte total en la curva circular, en metros.
N: Aplanamiento, en metros.
BN: Bombeo normal (vía pavimentada BN = 2%)
ef: Peralte total, en porcentaje (%).
Para cada caso se adopta el esquema de peralte presentado en la Figura 4.
32
Figura 4. Giro de las calzada respecto al eje de la carretera
Fuente. Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS – 2008, Capitulo 3. Diseño en Planta del Eje de la Carretera., p. 116 [Figura 3.22].
2.7.2 Rampa de peralte Se define la rampa de peralte como la diferencia relativa que existe entre la inclinación del eje longitudinal de la calzada y la inclinación del borde de la misma, y se determina por:
(27) ∆𝑠 = 𝑎 ∗ (𝑒𝑓−𝑒𝑖
𝐿)
Dónde: Δs: Inclinación longitudinal de la rampa de peraltes, en porcentaje (%). (Pendiente relativa del borde exterior de la calzada)
L: Longitud de transición, L = Lt – N, en metros.
ef: Peralte al finalizar el tramo de transición o peralte total, en porcentaje (%).
ei: Peralte al iniciar el tramo de transición, en porcentaje (%).
a: Distancia del eje de giro al borde exterior de la calzada, en metros.
Con base en las especificaciones del Manual de Diseño Geométrico del INVIAS, y teniendo en cuenta que las curvas de los diseños corresponden a curvas espiral – espiral, el valor de ei es igual a cero (0%) y ef corresponde al peralte total de la curva.
De igual manera, se adoptan valores de pendiente relativa de la rampa de peraltes (∆s) sugeridos por el INVÍAS – 200821, para la velocidad de diseño de treinta kilómetros por hora (30 Km/h).
21 INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Op. Cit. p. 110.
33
∆𝑠𝑚á𝑥 = 1.28%
(28) ∆𝑠𝑚𝑖𝑛 = 0.1 ∗ 𝑎
2.7.3 Longitud de transición El valor de la longitud de transición (L) está función de la inclinación relativa de la rampa de peraltes (Δs), del ancho de la calzada que gira (a) y los cambios de peralte (ef, ei), variables ya definidas, utilizando la expresión:
(29) 𝐿 = 𝑎 ∗ 𝑏𝑤 ∗ (𝑒𝑓−𝑒𝑖
∆𝑠)
También
(30) 𝑎 = 𝑤 ∗ 𝑛
Donde L: Longitud de transición, en metros.
ef - ei: Cambio de peralte, en porcentaje (%).
a: Ancho de la calzada que gira, en metros.
bw: Factor de ajuste debido al número de carriles que giran
Δs: Inclinación relativa de la rampa de peraltes.
W: Ancho del carril, en metros.
n: Número de carriles que giran.
Para cada diseño, se aplicó un factor de ajuste (bw) teniendo en cuenta los factores de ajuste de la AASHTO – 2004, para evitar una excesiva longitud de transición y desniveles muy altos entre el borde exterior y el eje de giro con base en el número de carriles que rotan.
Para: n:2 bW:1
2.8 ALINEAMIENTO VERTICAL
El diseño vertical de los diferentes tramos se realizó con base en las especificaciones del manual de IDU22 por lo cual el diseño vertical satisface las condiciones especiales que garantizan la seguridad y comodidad; cada diseño se adecúa lo mejor posible a la topografía y entorno del proyecto, garantizando el
22 CORPORACIÓN ANDINA DE FOMENTO, Op. Cit. p. 186.
34
manejo adecuado de accesos y empalmes con vías existente, siendo estos los controles primarios del proyecto, y condicionan todo el diseño de las rasantes.
2.8.1 Línea de pendiente Con los datos de los levantamientos topográficos proporcionados por la Secretaría de Infraestructura de la Alcaldía de Tunja, se elaboraron los planos en AutoCAD Civil 3D se presenta cada modelo digital del terreno haciendo uso de las denominadas líneas de quiebre o líneas de rotura, las cuales se utilizan en la triangulación de la superficie, y que son imprescindibles para crear un modelo preciso y asegura un control adecuado del relieve y las pendientes presentes en los diseños. Para cada caso las vías urbanas manejan pendientes entre 7% y 15% para satisfacer las condiciones óptimas del proyecto, teniendo en cuenta las especificaciones. 2.8.2 Pendiente mínima Teniendo en cuenta las normas del IDU, la pendiente mínima se fija para evitar problemas de drenaje, ya que es necesario garantizar el rápido y eficiente escurrimiento de las aguas lluvias en la superficie de rodadura, evitando fenómenos de hidroplaneo. Por lo cual la pendiente mínima utilizada en el diseño vertical de vías urbanas es de 0.3%; acompañadas de las respectivas obras de drenaje garantizando la evacuación del agua.
2.8.3 Pendiente máxima Las pendientes máximas están condicionadas por la velocidad de diseño, la jerarquía funcional de las vías, el tipo de terreno y las condiciones propias del entorno y urbanismo de la zona.
Las pendientes longitudinales de los proyectos realizados varían entre el 7% y el 15%, dada la clasificación de las vías diseñadas como vías colectoras.
2.8.4 Longitud mínima El Manual de Diseño Geométrico del INVIAS23 define que la longitud mínima de las tangentes verticales con velocidad específica menor o igual a cuarenta kilómetros por hora (VTV ≤ 40 km/h) será equivalente a la distancia recorrida en siete segundos (7 s) a dicha velocidad, medida como proyección horizontal, de PIV a PIV.
Para cada caso la velocidad de tangente vertical, corresponde a la velocidad de diseño de 30 km/h con base en las especificaciones INVIAS se fija una longitud
23 INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS, Op. Cit. p. 129.
35
mínima de tangente vertical de sesenta metros (60 m – tabla 4.3 Manual de Diseño Geométrico INVIAS 2008).
𝑉𝑇𝑉 = 𝑉𝐶𝐻 = 𝑉𝐷𝑖𝑠 = 30 𝑘𝑚/ℎ
𝐿 𝑚𝑖𝑛 = 58.33 𝑚
𝐿 𝑚𝑖𝑛 ≈ 60 𝑚
2.8.5 Curvas verticales Las curvas verticales definidas son cóncavas o convexas, simétricas o asimétricas y están compuestas por los elementos geométricos.
De acuerdo con las especificaciones del IDU24, la longitud de las curvas verticales está directamente relacionada con la distancia de visibilidad de parada considerando una altura del ojo del conductor, de 1.08 m, y una altura del objeto de 0.6 m sobre la superficie de pavimento
Es importante identificar la longitud de las curvas verticales, que se encuentran en función de los criterios de seguridad, operación y drenaje.
2.8.5.1 Curva convexa La longitud mínima de curva vertical convexa se puede determinar mediante el criterio de seguridad mediante la siguiente expresión:
(31) 𝐿𝑚𝑖𝑛 =𝐴∗(𝐷𝑃)2
658
Mediante el parámetro K, también se puede hacer el control de la distancia de visibilidad de parada (DP), con la relación L/A (distancia horizontal, en metros necesaria para tener un cambio de pendiente de uno por ciento (1%) a lo largo de la curva).
(32) 𝐾 =(𝐷𝑃)2
658
24 INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS, Op. Cit. p. 298.
36
2.8.5.2 Curva cóncava El Instituto de Desarrollo Urbano25 define que para el caso de curvas cóncavas la expresión para determinar la longitud mínima de la curva considera las restricciones que se presentan en la noche y estima la longitud del sector de carretera iluminado hacia adelante, como la distancia de visibilidad. Dicha distancia depende de la altura de las luces delanteras del vehículo, para la cual se asume un valor de sesenta centímetros (0.60 m) y un ángulo de divergencia del rayo de luz hacia arriba respecto al eje longitudinal del vehículo de un grado (1°). Incluyendo dichas constantes, la fórmula a aplicar es:
(33) 𝐿𝑚𝑖𝑛 = 𝐴 ∗ 𝐾𝑚𝑖𝑛
(34) 𝐾𝑚𝑖𝑛 =𝐷𝑃
2
120+3.5∗𝐷𝑃
Dónde: Lmín: Longitud mínima de la curva, en metros.
A: Diferencia algebraica de pendientes, en porcentaje (%).
DP: Distancia de visibilidad de parada, asociada a la velocidad específica de la curva vertical (VCV), en metros.
Los valores de Kmín para curvas cóncavas y convexas se presentan en la Tabla 4. Para una velocidad específica de curva vertical de (VCV) de 30 Km/h.
Tabla 4. Valores de Kmin
VALORES DE Kmin
CURVA CONVEXA CURVA CÓNCAVA
CALCULADO REDONDEADO CALCULADO REDONDEADO
1.9 2.0 5.1 6.0
Fuente. Elaboración propia.
Además, para garantizar el drenaje adecuado se debe diseñar la curva con un valor de K menor o igual a cincuenta (50).
2.9 SECCIÓN TRANSVERSAL TÍPICA
La sección transversal teniendo en cuenta la Guía del IDU26, se define en función de controles primarios del POT, jerarquía vial y velocidad del proyecto, estudios de capacidad y nivel de servicio, análisis urbanos y de uso del suelo, seguridad vial, entre otros aspectos; no obstante, para efectos del proyecto se tendrán en cuenta
25 CORPORACIÓN ANDINA DE FOMENTO, Op. Cit. p. 190.
26 CORPORACIÓN ANDINA DE FOMENTO, Op. Cit. p. 142.
37
las características más importantes como los son: Jerarquía vial y velocidad del proyecto, tráfico, requerimientos del POT vigentes (características dadas por la Secretaría de Infraestructura del municipio de Tunja).
2.9.1 Ancho de los carriles El ancho del carril influye en el confort de los conductores durante la tarea de conducción, se define en función de la categoría de la carretera, tipo de terreno velocidad de diseño, entre otros aspectos, de acuerdo con el manual de la AASHTO – 200427, el ancho de carril se usa generalmente de 2.7 a 3.6 m.
Los diseños presentados siguen las recomendaciones dadas por la Secretaría de Infraestructura de la Alcaldía de Tunja, para cada vía se definió un ancho de calzada particular, con base en las características de la vía y la zona de estudio.
2.9.2 Número de carriles Teniendo en cuenta la categoría de las vías y estudios previos de demanda del tránsito, desarrollados por la secretaría de infraestructura, en vías contiguas y similares a la del proyecto a realizar, la secretaría de infraestructura definió para cada caso el número de carriles de circulación por sentido, referente a la clasificación de las vías como vía colectoras. 2.9.3 Pendiente transversal Las pendientes transversales cumplen con el propósito de evacuar las aguas de la superficie de rodadura, por lo cual se les denomina bombeo, para el presente diseño se determinó del 2%.
Dentro de los diseños planteados, dado que constan de dos calzadas con separador, se determinó el uso de rotar las calzadas de forma separada, con una diferencia variable de la elevación de los bordes del separador central. (Caso 4 – Manual de Diseño Geométrico INVIAS -2008)28, (Figura 5).
27 AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS. Op. Cit. 4 – 8
28 INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS, Op. Cit. p. 298.
38
Figura 5. Giro de las calzadas para vías con separador
Fuente. Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS – 2008, Capitulo 3. Diseño en Planta del Eje de la Carretera., p. 116 [Figura 3.22].
Además para vías de una sola calzada, se optó por la rotación de la calzada con respecto al eje de la carretera. (Figura 6).
Figura 6. Giro de las calzada respecto al eje de la carretera
Fuente. Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS – 2008, Capitulo 3. Diseño en Planta del Eje de la Carretera., p. 116 [Figura 3.22].
2.9.4 Bermas Según las recomendaciones del manual del IDU29, A pesar de que no se acostumbra la demarcación de bermas en corredores de escala urbana, su uso es acertado en vías urbanas ya que: “cumple con tres funciones: incrementar la capacidad de la vía al generar en el conductor la sensación de amplitud en la sección, albergar vehículos que por razones de emergencia tengan que salir de la vía principal y así no interrumpir el flujo continuo de la vía, y por condiciones de seguridad vial tendientes a habilitar zonas de desvió en el caso de eventualidades que alteren el tránsito normal.”
Es importante que el ancho de la berma externa esté libre de cualquier obstáculo lateral y tener las mismas condiciones de rodadura de la calzada adyacente.
29CORPORACIÓN ANDINA DE FOMENTO Opcit. p. 154.
39
2.9.5 Separadores Con el objetivo de separar direcciones opuestas de tránsito, se determinó el uso de separadores centrales normales, que constituyen plataformas situadas por encima de la rasante de la calzada, acondicionadas y equipadas con bordillos. De acuerdo con las especificaciones dadas por la Secretaría de Infraestructura de la Alcaldía de Tunja y el Plan de Movilidad planteado dentro del POT de la ciudad, el ancho mínimo para separadores es de 2.0 m, para servir de refugio peatonal. 2.9.6 Zonas peatonales Partiendo del principio de referencia del espacio público, el cual es derecho de todos, es importante la creación de condiciones favorables de acceso a cruces y andenes, dentro de los diseños planteados y de acuerdo con las especificaciones dadas por la Secretaría de Infraestructura de la Alcaldía de Tunja, el ancho mínimo para zonas peatonales, en concordancia con el POT de la ciudad, corresponde a 2.5 metros
2.10 INTERSECCIONES
La AASHTO30 define una intersección como el área general donde dos o más caminos se unen o cruzan, incluyendo la calzada y las instalaciones de borde del camino para los movimientos de tránsito. Su objetivo es facilitar la comodidad y la disposición con que las personas transitan por la intersección y a la vez realizar un eficiente movimiento de vehículos.
El diseño de las intersecciones se realizó con base en los criterios del Manual de Diseño Geométrico del INVIAS 200831, teniendo en cuenta características como: tipo de vía, velocidad de diseño, ancho de carril, número de carriles, categoría de las vías a conectar, y uno de los aspectos más importantes, el vehículo de diseño.
Dentro de los diseños se plantea el uso de intersecciones canalizadas con isletas y con carriles de aceleración y desaceleración, teniendo en cuenta las especificaciones del manual del INVIAS y de la guía del IDU32; por lo cual se definieron las siguientes características para la velocidad de diseño correspondiente a 30 km/h.
30 AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS. Op. Cit. 9 – 1
31 INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS, Op. Cit. p. 169.
32 CORPORACIÓN ANDINA DE FOMENTO Opcit. p. 291.
40
2.10.1 Carriles de aceleración Los carriles de aceleración permiten que los vehículos provenientes de un ramal, alcancen una velocidad similar a la presentada sobre la vía que converge (calzada principal) haciendo que su incorporación sea cómoda y segura; estos carriles deben ser paralelos a la calzada principal.
Se determinó el uso de carriles de aceleración en las intersecciones con la Avenida Universitaria, teniendo en cuenta la presencia de peatones que condicionan a los conductores a variar su velocidad.
2.10.2 Carriles de desaceleración Los carriles de desaceleración permiten que los vehículos se adapten a las nuevas condiciones geométricas que se presentan en los ramales de salida, disminuyendo gradualmente su velocidad. El carril debe contar con un ancho y longitud suficiente para que los vehículos realicen las manio-bras necesarias para salir del tráfico principal de forma segura y cómoda.
De igual manera se definen carriles de desaceleración sobre la Avenida Universitaria, para que vehículos que provengan de las vías diseñadas se incorporen de manera segura al flujo vehicular.
La tabla 5. Presenta las distancias de los carriles de aceleración y desaceleración adoptados para una velocidad específica de calzada de destino de 30 km/, sin embargo debido a que el Manual no contempla velocidades de calzada de destino menores a 50 km/h, se hace uso de las dimensiones especificadas para dicha velocidad.
Tabla 5. Longitud total carriles de aceleración y desaceleración
Longitud total del Carril de Aceleración (Incluye longitud de transición)
Velocidad especifica calzada destino (km/h)
Longitud de Transición
(m)
velocidad específica ramal de entrada (1) o de enlace (2) calzada de destino
30 (km/h)
50 45 55
Longitud total del Carril de Desaceleración (Incluye longitud de transición)
Velocidad especifica calzada Origen (km/h)
Longitud de Transición
(m)
velocidad específica ramal de entrada (1) o de enlace (2) calzada de destino
50 (km/h)
30 45 45
Fuente. Adaptado de: Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C., Capitulo 4. Diseño de Intersecciones. p. 293 - 295 [Tabla 2 – Tabla 4].
2.10.3 Isletas direccionales Las isletas son zonas definidas situadas entre carriles de circulación que guían el movimiento de los vehículos, sirven de refugio a los peatones y proporcionan una zona de señalización e iluminación dentro de las intersecciones.
41
Cumpliendo con las especificaciones de AASHTO 200433, las isletas direccionales, cuentan con un “offset” o desfase, hacia el centro con el fin de mantener una zona de seguridad para conductores que durante maniobras de conducción, lleguen a atravesar de forma inesperada el área de la isleta y logren incorporarse de nuevo a uno de los carriles de la intersección.
De acuerdo con las especificaciones de la AASHTO y las recomendaciones del Manual de Diseño geométrico34, las isletas direccionales deben tener una superficie mínima de cuatro punto cinco metros cuadrados (4.5 m2). A su vez, los triángulos deben tener un lado mínimo de dos metros con cuarenta centímetros (2.40 m) y preferiblemente de tres metros con sesenta centímetros (3.60 m).
2.10.4 Carril de giro a la izquierda Dentro del diseño geométrico de las intersecciones diseñadas es importante tener en cuenta el radio crítico de control en el cruce de los vehículos en sentido nor-occidente, es decir, de tal manera que hay que realizar una modificación sobre el separador de la Avenida Universitaria, para asegurar el adecuado funcionamiento de las maniobras de giro a la izquierda, durante la puesta en operación de las intersecciones.
Con base en dichos requerimientos para una velocidad inicial (Vi) de treinta kilómetros por hora (30 km/h) y con velocidad final (Vf) igual a cero (0 km/h) correspondiente a la detención total de los vehículos, siguiendo recomendaciones de la Secretaría de Infraestructura de la Alcaldía de Tunja, se toman las siguientes dimensiones para carril de giro a la izquierda.
Figura 7. Esquema de Carril de Giro a la Izquierda
Fuente. Adaptado de: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS – 2008 Capitulo 6. Intersecciones a Nivel. p. 182 [Figura 6.12].
Dónde: L1: 60 m L2: 20 m
33 AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS. Op. Cit. 9 – 77
34 INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS, Op. Cit. p. 179.
42
2.10.5 Abertura del separador central Con base en las especificaciones del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS – 200835, la abertura del separador debe ser por lo menos igual al ancho de la calzada que cruza y en ningún caso menor de doce metros (12 m) de ancho.
Figura 8. Apertura del Separador central
Fuente. Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS – 2008 Capitulo 6. Intersecciones a Nivel. p. 182 [Figura 6.13].
2.11 OBRAS COMPLEMENTARIAS
2.11.1 Puentes o Pontones Las vías diseñadas cruzan el río Jordán, de acuerdo con las condiciones que se presentan es conveniente el diseño de pasos a nivel conformados por puentes de losa y vigas, para realiza una descripción detalla de cada obra es necesario realizar estudios de suelo, hidráulicos e hidrológicos para cada zona, a partir de ellos se definirán los materiales a utilizar y dimensionamiento de las obras en su totalidad. 2.11.2 Drenaje superficial Las obras de drenaje son imprescindibles, y se requieren con el fin de aumentar la durabilidad del conjunto de elementos de la vía así como disminuir la afectación de la operación vehicular y peatonal.
Siguiendo las recomendaciones para el diseño se plantea el uso de bordillos, teniendo en cuenta que es un sector urbano, su función es encauzar el agua superficial proveniente de la calzada, impidiendo que escurra por la corona hacia los taludes provocando algún tipo de erosión; el agua llega a las alcantarillas dispuestas sobre la vía, se recomienda utilizar las pendientes longitudinales y curvas convexas en función del drenaje, por lo cual, la ubicación de las alcantarillas
35 INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS, Op. Cit. p. 182.
43
será en el punto más bajo de las curvas cóncavas presentes en el diseño vertical, procurando que las descargas de agua terminen sobre el río Jordán.
Las alcantarillas se constituyen como conductos cerrados, destinados a encauzar una corriente de agua a través del terraplén; el diseño de alcantarillas requiere de estudios previos (topográficos, hidrológicos, hidráulicos), en el presente diseño, se recomienda construir alcantarillado con el fin de evacuar las aguas lluvias provenientes de la calzada.
Para determinar el dimensionamiento es necesario realizar estudios hidráulicos, hidrológicos, etc., estudios que están por fuera del desarrollo de proyecto.
2.11.3 Iluminación El manual de diseño geométrico del INVIAS 200836, describe la iluminación como uno de los principales elementos para garantizar la operación segura en la vía durante la noche, teniendo en cuenta el reglamento técnico de iluminación y alumbrado público RETILAP37, del ministerio de Comercio, Industria y Turismo, se dan las siguientes consideraciones para la vía en cuestión:
“La clasificación de la iluminación están asociados a las características de las vías, siendo las principales: la velocidad de circulación y el número de vehículos”.38 Para la vía en cuestión la clase de iluminación definida será M3 (Figura 9).
Figura 9. Clases de iluminación para vía vehiculares
Fuente. Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público. RETILAP., p. 135 [Tabla 510.1.1 a.]
36 INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS, Op. Cit. p. 224.
37 MINISTERIO DE COMARCIO, INDUSTRIA Y TURISMO. Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público. RETILAP. Bogotá, D.C., 2010.184.p.
38 Ibid. p. 185.
44
Se debe tener en cuenta la geometría de la vía (rectilínea, curva, número de carriles de circulación, reglas de tránsito, superficie de la vía, guías visuales), así como los puntos particulares que se pueden encontrar sobre ella (cruces, puentes, túneles etc.).
Conocidas las características de las vías y sus requerimientos visuales, se deberá asignar la clase de iluminación necesaria. A cada clase de iluminación se le establecen los requisitos fotométricos mínimos mantenidos a través del tiempo. (Figura 10).
Figura 10. Requisitos fotométricos mantenidos por clase de iluminación para tráfico motorizado con base en la luminancia de la calzada
Fuente. Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público. RETILAP., p. 135 [Tabla 510.2.1 a.]
La localización de las luminarias en la vía está relacionada con su patrón de distribución, con el ancho de la vía (W), con los requerimientos lumínicos de la vía, con la altura de montaje (H) de las luminarias, con el perfil de la vía, la proximidad a redes, etc.
Figura 11. Recomendaciones para disposición de luminarias
Fuente. Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público. RETILAP., p. 135 [Tabla 510.5.1]
Teniendo en cuenta las características mencionadas anteriormente, y con base en el reglamento técnico se recomienda el uso de luminarias con una altura de 8,5 -
45
10m, la disposición de forma central doble, dado que se logra más economía dentro del proyecto, con una relación S/H de 3,5 – 4 (separación entre 35 – 40 m).
La disposición recomendada de las luminarias se basa en aspectos básicos, de una buena configuración, sin embargo es recomendable realizar un estudio a profundidad, como lo estipula el reglamento técnico de iluminación y alumbrado público.
2.11.4 Señalización “Las intersecciones semaforizadas y reguladas por señal de pare deben de ir acompañadas por señalización tanto horizontal como vertical”.39 Es importante el uso de señalización para prevenir e informar a los usuarios, minimizando los riesgos de accidentalidad derivados de las maniobras vehiculares.
La guía de diseño de vías urbanas del IDU señala que:
En una intersección deben estar reglamentadas las zonas de pare o ceda el paso, las zonas de paso peatonal, las velocidades máximas permitidas, los movimientos permitidos y prohibidos, y el ascenso y descenso de pasajeros.
Adicionalmente, la intersección debe ir acompañada con señales que informen los destinos de cada ramal con el objetivo de prevenir cambios intempestivos
en la dirección de los vehículos o turbulencias.40
Se recomienda tener en cuenta de igual manera El Manual de Señalización Vial INVIAS 201541, dentro del cual se establecen las características generales de la demarcación vial en la intersección, para vehículos, peatones y bici usuarios.
Es importante resaltar que dentro del el diseño planteado se establece la localización de algunas señales, como recomendación de acuerdo a las condiciones planteadas por el diseñador en este estudio, para cada diseño se presentan los planos de señalización (ANEXO A).
39 INSTITUTO DE DESARROLLO URBANO, Opcit., p. 331.
40 Ibíd., p. 331
41 INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Manual de Señalización Vial 2015. Bogotá D.C. 2015. 870 p.
46
2.12 MOVIMIENTO DE TIERRAS
El movimiento de tierras es un parámetro a tener en cuenta dentro del diseño, para realizar una evaluación del presupuesto. Es necesario cuantificar los volúmenes de tierra determinados a partil del perfil longitudinal y las secciones transversales.
El tipo de terreno es un factor primordial que influye en el movimiento de tierras; los diseños presentados, en su mayor parte se encuentran sobre un terreno ondulado, donde se requiere un movimiento moderado de tierras durante la construcción, su trazado no presenta grandes dificultades y maneja pendientes transversales al eje de la vía entre seis y trece grados (6°-13°)42.
Para cada caso se determinan secciones transversales definidas cada veinte metros (20 m), es posible observar las pendientes y las magnitudes de corte y relleno. Para cada proyecto se anexan las tablas de corte y terraplén, definidas en AutoCAD Civil 3D.
La inclinación de los taludes de corte es variable a lo largo de la vía según sea la calidad y estratificación de los suelos encontrados. Los taludes en corte y en terraplén se deben diseñar de acuerdo con los lineamientos presentados en el “Manual de Estabilidad de Taludes” del Instituto Nacional de Vías, analizando las condiciones específicas del lugar, para los diseños del proyecto se define talud de corte 1:1 y talud de terraplén 2:1 de acuerdo con las especificaciones dadas por la Secretaría de Infraestructura del Municipio de Tunja.
Para cada diseño se presentan los planos de secciones transversales, cada diez metros (10 m), con cotas de chaflanes y correspondientes cantidades de obra, según solicitaciones de la Secretaría de Infraestructura del Municipio de Tunja.
2.13 AFECTACIONES PREDIALES
La determinación de los predios que afecta la implementación de cada proyecto, es una variable importante en todas las áreas del proyecto, por tanto, es importante la comprensión de los criterios técnicos que determinan los polígonos prediales.43
42 Ibid. p. 6.
43 AGENCIA NACIONAL DE INFRAESTRUCTURA. 3er Carril Bogotá – Girardot. Estudios Prediales. Bogotá, D.C. 2014. EP-BTAGDT-IF p. 1.
47
Ya que para los proyectos no se obtuvo información cartográfica de fotografías aéreas, para determinar los polígonos prediales se realizó utilizando las fotografías aéreas de Google Earth.
2.13.1 Polígonos para el cálculo de las áreas afectadas Para el cálculo de las áreas de afectación es imprescindible el uso de polígonos, correspondientes a los predios o edificaciones que intervienen los diseños planteados, por lo cual se definen las siguientes características. 2.13.1.1 Polígonos no prediales Corresponde a áreas libres que no están inventariadas en el catastro, dentro de estas se encuentran, vías, algunas áreas libres de viviendas agrupadas, anchos de los ríos, riscos y riveras de montañas, donde la información catastral no está disponible. 2.13.1.2 Polígonos prediales Corresponde a polígonos prediales que están inventariados en catastro, aun cuando no cuenten con un folio de matrícula asociado. Existen unidades jurídicas compuestas por varios polígonos prediales. Para cada proyecto, son individualizados y contabilizados como predios.44
Las afectaciones prediales se definen sobre un mapa base de Tunja proporcionado por la Secretaría de Infraestructura, el cual tiene definidas áreas de lotes y construcciones de la zona nor-oriental de Tunja ajustados a una fotografía aérea obtenida de Google Earth.
2.13.2 Cálculo de áreas Las áreas de los predios fueron calculadas con base en la información obtenida de archivos .gis catastrales del IGAC, suministrados por la Secretaría de Infraestructura, ajustándolos a las fotografías aéreas, eliminando todas aquellas porciones de terreno que hacen parte de la infraestructura vial existente.
Dentro del cálculo de áreas no se incluyen áreas de manejo y accesos, sólo se tiene en cuanta el diseño sin las áreas que ocupan cortes y rellenos, puesto que se ha más allá de la extensión de los chaflanes no habrá afectación predial sino afectación constructiva de acuerdo con los diseños.
El área total de afectación de terreno corresponde a la intersección entre el área requerida por el diseño y cada polígono predial ajustado a la fotografía.
44 Ibid. p. 2.
48
Se recomienda que para predios con afectación de más del 70% del área total se contabilicen totalmente, por aplicación de la Ley 56 de 198145.
2.13.3 Cálculo de construcciones Los diseños presentados, corresponden a obras nuevas en el sector Nor-Oriental de la ciudad de Tunja, donde la presencia de construcciones o edificaciones es mínima, por lo cual ningún diseño afecta construcciones dentro de las zonas de estudio.
2.14 DETERMINACIÓN DE COSTOS
Para cada vía se presenta de forma individual el cálculo de costos en función de las cantidades de obra, con base en los reportes de superficie obtenidos en AutoCAD Civil 3D, sin embargo, no se incluyen los costos correspondientes a instalación de acueducto y alcantarillado, instalación de redes eléctricas e iluminación, además de los costos correspondientes a puentes o pontones porque su estimación depende de estudios y diseños que están por fuera del desarrollo del proyecto.
El costo total para cada diseño está compuesto por costos directos que se encuentran relacionados con los insumos para construir las obras, correspondientes a materiales de obra y su distribución en campo y su valor se encuentra implícito dentro de los precios unitarios. Teniendo en cuenta que en este tipo de contratación los porcentajes destinados al AIU son un poco altos, debido al riesgo que incurre el contratista, la administración, utilidad e imprevistos, se asumen del 18% para administración, 6% para imprevistos y 5% de utilidad, sobre los costos directos.
Además, se presenta el costo total de los diseños desarrollados, como un resumen basado en los costos determinados de forma individual.
45 COLOMBIA. CONGRESO DE LA REPÚBLICA. Ley 56 (5, octubre, 1981). Por la cual se dictan normas sobre obras públicas de generación eléctrica y acueductos, sistemas de regadío y otras y se regulan las expropiaciones y servidumbres de los bienes afectados por tales obras. Diario Oficial. Bogotá, D.C., 1981. 5 p.
49
3. DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA CALLE 51 – VÍA TOYOTA
3.1 LOCALIZACIÓN
La calle 51 se encuentra sobre el área urbana clasificada como zona mixta, ya que ocupa un área comercial, escolar, residencial de ingresos medios, cercana a centros de salud, y actividad universitaria, conectando con la antigua vía a Paipa, cuenta con una longitud de 495 metros aproximadamente ver Figura 12.
Figura 12. Localización Calle 51
Fuente. Elaboración Propia – Google Earth
3.2 SECCIÓN TRANSVERSAL
La sección trasversal típica está definida por factores como la capacidad para acomodar el tránsito, así mismo por las normas establecidas en el plan vial de la ciudad y de las especificaciones dadas por la secretaría de infraestructura, teniendo en cuenta estos aspectos la Figura 13 presenta la sección transversal de la calle 51.
50
De acuerdo con las especificaciones de la Secretaría de Infraestructura de la Alcaldía de Tunja, se definieron las siguientes dimensiones de sección transversal para la calle 51:
Ancho de Calzada: 7.30 m.
Número de Carriles: Dos (2) Calzadas - Dos (2) carriles de circulación
Separador: 2.4 m.
Zonas Peatonales: 4.0 m.
Figura 13. Sección Transversal - Calle 51
Fuente. Elaboración Propia
3.3 DISEÑO HORIZONTAL
Las deflexiones totales (∆) de los alineamientos planteados en la calle 51 corresponden a diez y ocho grados (18°), por lo cual se determinó el uso de curvas espiral – espiral simétricas, de acuerdo con las normas INVIAS limitando el ángulo al centro de la espiral (θe) a un valor de máximo diez grados (10°)
De acuerdo con lo anterior se presenta la tabla de curvas espirales para la calle 51, obtenida del diseño en AutoCAD Civil 3D. (Tabla 7).
51
Haciendo uso de los criterios de seguridad y comodidad del usuario de la vía, se determinó el parámetro mínimo de la espiral (A), con base en los siguientes datos:
VCH: 30 km/h.
Re1-2: 62.79
Re3-4: 62.87
J: 0.7 m/s3.
e: 6 %
∆s: 1.28%
a: 3.65
Tabla 6. Cálculo parámetro mínimo de la espiral
CRITERIO m
CRITERIO I. Fuerza centrífuga 16.621
CRITERIO II. Transición peralte 17.109
CRITERIO III 1. Estética (Disloque) 14.491
CRITERIO III 2. Estética (Deflexión) 3.665
Fuente. Elaboración propia
Longitud mínima
El valor del parámetro de diseño, se toma de acuerdo con la envolvente superior de los valores determinados para cada uno de los criterios establecidos.
𝑨𝒎í𝒏 = 𝟏𝟕. 𝟏𝟎𝟗 𝒎
Longitud máxima
El valor máximo del parámetro (Amáx).
𝐴𝑚á𝑥 = 1.1 ∗ 35
𝑨𝒎á𝒙 = 𝟑𝟖. 𝟓 𝒎
Para el diseño de la calle 51 se adoptó el parámetro mínimo redondeado a múltiplos de 5, en este caso un valor de 35 m.
52
Longitud de la curva espiral
A partir del parámetro mínimo (35 m) se recalculó la longitud de la curva espiral, así:
Espiral 1 – espiral 2
𝐿𝑒 =352
62.75= 𝟏𝟗. 𝟓𝟐 𝒎
Espiral 3 – espiral 4
𝐿𝑒 =352
62.89= 𝟏𝟗. 𝟒𝟖 𝒎
En el cruce de la vía con el río Jordán en la abscisa K0 + 175 (Figura 14) es conveniente el diseño de un paso a nivel conformado por dos puentes de losa y vigas de luz larga, apoyados en estribos con una luz de aproximadamente veinticinco metros (25 m) y un ancho de diez metros (10 m), para cada sentido de circulación.
Figura 14. Cruce Calle 51 - Río Jordán
Fuente. Elaboración Propia – Google Earth
53
Tabla 7. Curvas Espirales - Calle 51
Tabla de Curvas Espirales
Espiral # A (m) Rc Le (m) Te Xe (m) Ye (m) ∆R (m) XM (m) TL (m) TC (m) Abscisa Inicial
Abscisa Final
Norte Inicial
Este Inicial
Norte Final
Este Final
E:1 35 62.79 19.52 8° 54' 16" 19.47 1.0 0.25 9.75 13.03 6.52 0+204.63 0+224.15 1081034 1106516 1081018 1106527
E:2 35 62.79 19.52 8° 54' 16" 19.47 1.0 0.25 9.75 13.03 6.52 0+224.15 0+243.66 1081018 1106527 1081000 1106534
E:3 35 62.87 19.48 8° 52' 43" 19.47 1.0 0.25 9.73 13.01 6.51 0+245.77 0+265.26 1080998 1106535 1080980 1106542
E:4 35 62.87 19.48 8° 52' 43" 19.47 1.0 0.25 9.73 13.01 6.51 0+265.26 0+284.74 1080980 1106542 1080963 1106553
Fuente. Cálculos AutoCAD Civil 3D.
Dentro del Anexo A-1. Se presenta el plano de Diseño en Planta Calle 51 – Toyota
En el Anexo D. Se presentan las memorias de cálculo de las coordenadas del eje
54
En la Figura 15, se presenta un esquema de la sección transversal recomendada para el puente de la calle 51.
Figura 15. Sección transversal – Puente – Calle 51
Fuente. Elaboración Propia
3.4 TRANSICIÓN DEL PERALTE
La transición del peralte para las curvas espiral – espiral, diseñadas en la calle 51, se define en función de las tablas del Instituto Nacional de Vías, basadas en el método 5 de la AASHTO, se determinan los siguientes parámetros para el cálculo del peralte en la calle 51 (Ver Tabla 8).
Tabla 8. Cálculo peralte calle 51
Datos Entrada
Velocidad de diseño VD 30
Velocidad media de marcha VR 30
Peralte máximo e 6%
Fricción transversal f 0.28
Radio de entrada de la curva R 62.8
Cálculos
Radio mínimo Rmin 20.8
Radio al punto de intersección RPI 118.1
Desfase del eje hPI 0.0000
Pendiente del segmento 1 S1 0.00
Pendiente del segmento 2 S2 7.09
L1 0.008467
L2 0.039511
Ordenada media MO 0.02471
D 0.1128
f1 0.0874
f2 0.0691
Peralte máximo requerido e 4.4%
Fuente. Elaboración propia
55
De igual forma se puede determinar el peralte máximo requerido utilizando las tablas de diseño de peralte del Manual de Diseño Geométrico del Instituto Nacional de Vías INVIAS46, que siguen los lineamientos del método 5 de la AASHTO.
3.5 DISEÑO VERTICAL
En la Tabla 9, se presentan los acuerdos cóncavos y convexos presentes dentro del diseño vertical de la calle 51.
Tabla 9. Resumen Elementos Curvas Verticales
Tabla Curvas Verticales – Calle 51
Intervalo: Abscisa inicio: 0+000.00, Abscisa fin: 0+357.78
Información de curva vertical: (curva cóncava)
Abscisa de PCV: 0+036.12 Elevación: 2,698.608m
Abscisa de PIV: 0+060 Elevación: 2,698.335m
Abscisa de PTV: 0+085.06 Elevación: 2,698.759m
Punto más bajo: 0+055.29 Elevación: 2,698.501m
Pendiente de rasante pe: -1.12% Pendiente de rasante ps: 1.73%
Diferencia algebraica de pendientes:
2.85% Parámetro K: 17.169m
Longitud de curva: 48.947m Radio de curva 1,716.921m
Distancia de visibilidad: 244.059m
Información de curva vertical: (curva convexa)
Abscisa de PCV: 0+141.09 Elevación: 2,699.731m
Abscisa de PIV: 0+162 Elevación: 2,700.107m
Abscisa de PTV: 0+184.42 Elevación: 2,699.978m
Punto más alto: 0+173.40 Elevación: 2,700.011m
Pendiente de rasante pe: 1.73% Pendiente de rasante ps: -0.59%
Diferencia algebraica de pendientes:
2.33% Parámetro K: 18.633m
Longitud de curva: 43.336m Radio de curva 1,863.287m
Distancia de visibilidad: 686.542m Distancia de visibilidad: 307.409m
Información de curva vertical: (curva cóncava)
Abscisa de PCV: 0+233.54 Elevación: 2,699.688m
Abscisa de PIV: 0+268 Elevación: 2,699.483m
Abscisa de PTV: 0+302.77 Elevación: 2,700.262m
Punto más bajo: 0+247.96 Elevación: 2,699.645m
Pendiente de rasante pe: -0.59% Pendiente de rasante ps: 2.25%
46 INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS, Op. Cit. p. 107 [Tabla 3.5].
56
Tabla 9 (Continuación)
Diferencia algebraica de pendientes:
2.84% Parámetro K: 24.354m
Longitud de curva: 69.225m Radio de curva 2,435.435m
Distancia de visibilidad: 272.026m
Fuente. Cálculos AutoCAD Civil 3D.
Dentro de los diseños realizados se encuentra el plano Planta – Perfil Calle 51 – Toyota, sobre el cual se presentan de manera gráfica el diseño vertical.
3.6 DISEÑO DE INTERSECCIONES
Con base en los radios mínimos de giro del vehículo de diseño, se plantean las siguientes intersecciones en el proyecto de la calle 51:
3.6.1 Intersección Calle 51 – Antigua vía a Paipa De acuerdo con las especificaciones de la Secretaría de Infraestructura, el diseño de la intersección de la calle 51 con la antigua vía a Paipa corresponde a un diseño especial de intersección, ya que genera un punto de convergencia con la avenida Norte, requiere de estudios de tránsito, afectaciones prediales, y demás características especiales que se encuentran por fuera del desarrollo del proyecto. 3.6.2 Intersección Calle 51 – Avenida Universitaria En la conexión de la calle 51 con la avenida universitaria, se plantea una intersección canalizada con isletas y con carriles o rampas de aceleración y desaceleración, definiendo las siguientes características de la intersección:
3.6.2.1 Rampas de aceleración y desaceleración
45 m de transición
55 m de longitud de carril de aceleración incluyendo la longitud de transición.
3.6.2.1 Radios de giro
Los radios usados teniendo en cuenta el vehículo de diseño corresponden a 20 m y 25 m.
57
3.6.2.2 Isletas canalizadoras:
Con el fin de mantener una adecuada distribución del flujo vehicular, facilitar una zona de refugio para peatones y proporcionar una zona de ubicación de señales e iluminación, se determinó el uso de isletas con las siguientes áreas.
Áreas:
Isleta izquierda: 14.854 m2
Isleta derecha: 54.859 m2.
3.6.2.3 Carril de giro a la izquierda:
Se recomienda realizar una modificación proporcionando un carril de giro a la izquierda sobre el separador de la avenida Universitaria, para asegurar el adecuado funcionamiento de las maniobras de giro, durante la puesta en operación de la intersección.
Transición: 20 m
Carril de giro a la izquierda (incluyendo transición): 60 m
58
De acuerdo con las especificaciones mencionadas, la Figura 16. Presenta el esquema de intersección entre la calle 51 y la avenida universitaria.
Figura 16. Intersección Calle 51 - Avenida Universitaria
Fuente. Elaboración Propia
Dentro de los planos anexos se presenta el plano “Intersección Calle 51 - Toyota – Avenida Universitaria”.
59
3.7 OBRAS COMPLEMENTARIAS
3.7.1 Drenaje Superficial Se recomienda construir alcantarillado en la abscisa K0+060.40 y como también en la abscisa k0+265.78, con el fin de evacuar las aguas lluvias provenientes de la calzada, como se muestra en la Figura 17.
Para determinar el dimensionamiento es necesario realizar estudios hidráulicos, intensidad pluvial, etc., estudios que están por fuera del alcance del proyecto.
Figura 17. Ubicación de alcantarillas - Calle 51
Fuente. Elaboración Propia
3.7.2 Señalización Es importante resaltar que dentro del diseño planteado se establece la localización de algunas señales, como recomendación de acuerdo a las condiciones planteadas por el diseñador. (Anexo A-1. – plano señalización calle 51 – Toyota).
Tabla 10. Señalización Vertical calle 51
Señal Cantidad NOMBRE
SR-01 3 Pare
SR-02 2 Ceda el Paso
SR-30 2 Velocidad Máxima
SP-36 2 Puente Angosto
SP-46 2 Zona de Peatones
SP-52A 2 Cruce Ferroviario a Nivel con Barreras
SP-54 2 Cruz de San Andrés
TOTAL 15
Fuente. Elaboración Propia
60
3.8 AFECTACIONES PREDIALES
El uso del suelo sobre las áreas afectadas por la vía diseñada en la calle 51 con base en el POT, corresponde a suelos de uso mixto, dentro del tramo existente corresponde a construcciones comerciales.
El tramo diseñado compromete el área de 6 lotes, como se muestra en la Figura 18, sin embargo, no presenta zonas complejas ya que no afecta ninguna construcción presente en la zona y conecta con el tramo existente.
Figura 18. Áreas de afectación - Calle 51
Fuente. Elaboración Propia
Para cada lote se determinó el área afectada, con base en los polígonos de los predios obtenidos del plano proporcionado por la Secretaría de Infraestructura del municipio de Tunja, ver Tabla 11.
Tabla 11. Áreas de afectación Calle 51
Nº de predio Área total
(m2) Área afectada
(m2) %
1 11305.744 773.809 6.84%
2 19755.994 164.429 0.83%
3 6424.491 795.096 12.38%
4 3769.062 201.675 5.35%
5 34064.317 3521.786 10.34%
6 6241.418 1183.492 18.96%
Fuente. Elaboración Propia – Secretaría de Infraestructura
La Tabla 12 presenta la relación de los predios con matrícula valida y su respectivo propietario.
61
Tabla 12. Relación registro – Propietario calle 51
Nº de predio CED Catastral Propietario
1 15001010206350000.00 CARRAZOS-LTDA
2 15001010206350000.00 AVILA NAVARRETE FERNANDO
3 15001010206260000.00 SOCIEDAD-NUEVA-CIUDAD-CONSTRUCCION
4 15001010206260000.00 CASTRO FONSECA JOSE-ANTONIO
5 15001010300000800.00 ALMACENES-EXITO-SA
6 15001010300000900.00 CASTRO FONSECA JOSE-ANTONIO
Fuente. Elaboración Propia – Secretaría de Infraestructura
Con base en las áreas determinadas, el uso del suelo, las características de la zona, la categoría de la vía, se recomienda determinar una metodología para dar una estimación de los terrenos, realizar estudios prediales avanzados y específicos frente a cada uno de los predios requeridos y posteriormente aplicar la metodología pertinente para la adquisición de los predios.
3.9 DETERMINACIÓN DE COSTOS
3.9.1 Determinación de las cantidades de obra Los valores se obtuvieron con base en el reporte de superficie obtenido en AutoCAD Civil 3D y se presentan en las Tablas 13 y 14.
Conformación de la rasante
Tabla 13. Volúmenes cantidades de obra - Rasante
ITEM UNIDAD CANTIDAD
Relleno m3 908.95
Corte m3 3411.91
Pavimento m3 522.35
Base m3 1044.7
Sub Base m3 2102.86
Fuente. Elaboración Propia
Obras complementarias
Tabla 14. Cantidades obras complementarias
ITEM UNIDAD CANTIDAD
Iluminación u 11
Señales Verticales u 15
Señalización horizontal m2 108.594
62
Tabla 14 (Continuación) ITEM UNIDAD CANTIDAD
Berma ml 1721.5
Bordillo ml 1700
Andenes m3 253.95
Fuente. Elaboración Propia
Análisis de precios unitarios
Los precios unitarios de iluminación teniendo en cuenta el valor comercial de luminarias centrales, se tomó un precio base de $ 529,803.00, los demás ítem se tomaron en base a la lista oficial de precios unitarios fijos de la Secretaría de Infraestructura, presentados en el ANEXO C.
3.9.2 Costos totales En el ANEXO B se presentan las tablas de cantidades de obra para cada material, es importante resaltar que para el material de corte y relleno, se omiten las cantidades ubicadas dentro de las abscisas de construcción de puentes o pontones.
Tabla 15. Costos totales - Calle 51
CONFORMACIÓN RASANTE
ITEM UNIDAD CANTIDAD V/R UNITARIO COSTO TOTAL
Relleno m3 908.95 $ 16,151.00 $ 14,680,451.45
Corte m3 3411.91 $ 13,232.00 $ 45,146,393.12
Pavimento m3 522.35 $ 576,001.00 $ 300,874,122.35
Base m3 1044.7 $ 93,773.00 $ 97,964,653.10
Sub Base m3 2102.86 $ 84,574.00 $ 177,847,281.64
Sub Total $ 636,512,901.66
OBRAS COMPLEMENTARIAS
ITEM UNIDAD CANTIDAD V/R UNITARIO COSTO TOTAL
Iluminación u 11 $ 529,803.00 $ 5,827,833.00
Señales Verticales u 15 $ 451,124.00 $ 6,766,860.00
Marcas de Piso ml 1721.5 $ 2,606.00 $ 4,486,229.00
Señalización horizontal m2 108.594 $ 42,376.00 $ 4,601,779.34
Bordillo ml 1721.5 $ 52,744.00 $ 90,798,796.00
Andenes m3 253.95 $ 48,688.00 $ 12,364,317.60
Sub Total $ 124,845,814.94
TOTAL COSTOS DIRECTOS $ 761,358,716.60
Administración (18%) $ 137,044,568.99
Imprevistos (6%) $ 45,681,523.00
Utilidad (5%) $ 38,067,935.83
IVA (19%) $ 7,232,907.81
TOTAL $ 989,385,652.23
Fuente. Elaboración propia
63
4. DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA CALLE 59 – VÍA HAYUELOS
4.1 LOCALIZACIÓN
La calle 59 está ubicada en el sector Nor-Oriental de la ciudad de Tunja y ocupa la zona urbana clasificada como zona mixta, ya que ocupa un área comercial, escolar, residencial de ingresos medios, cercana a centros de salud, y actividad universitaria., conectando con la antigua vía a Paipa.
Figura 19. Localización Calle 59
Fuente. Elaboración Propia – Google Earth
4.2 SECCIÓN TRANSVERSAL
La sección trasversal típica está definida por factores como la capacidad para acomodar el tránsito, así mismo por las normas establecidas en el plan vial de la ciudad y de las especificaciones dadas por la secretaría de infraestructura, teniendo en cuenta estos aspectos se presenta la sección de la calle 59. (Figura 20).
64
De acuerdo con las especificaciones de la Secretaría de Infraestructura de la Alcaldía de Tunja, se definieron las siguientes dimensiones de sección transversal para la calle 59:
Ancho de Calzada: 7.50 m.
Número de Carriles: Dos (2) Calzadas - Dos (2) carriles de circulación
Separador: 5.0 m.
Zonas Peatonales: 5.0 m.
Figura 20. Sección Transversal - Calle 59
Fuente. Elaboración Propia
4.3 DISEÑO HORIZONTAL
La calle 59 consta de un alineamiento de 320 m de longitud aproximadamente, su diseño carece de curvas horizontales al ser un alineamiento de poca longitud.
Para el diseño de la calle 59, en el cruce del proyecto con el río Jordán, sobre la abscisa K0 + 160, de acuerdo a las condiciones que se presentan, es conveniente el diseño de un paso a nivel conformado por un puente de losa y vigas de luz larga, apoyado en estribos con una luz de aproximadamente treinta metros (30 m) e igualmente un ancho de treinta metros (30 m), definido por la secretaría de tránsito.
65
En la Figura 21, se presenta un esquema de la sección transversal recomendada del puente de la calle 59, sobre el cuál no se hará énfasis, debido a que requiere de estudios y diseños que están por fuera del alcance del proyecto.
El Anexo A-2. Presenta el plano de Diseño en Planta Calle 59 – Hayuelos
Figura 21. Sección transversal – Puente – Calle 59
Fuente. Elaboración Propia
4.4 DISEÑO VERTICAL
En la Tabla 16 se presentan los acuerdos cóncavos y convexos presentes dentro del diseño vertical de la calle 59.
Tabla 16. Resumen Elementos Curvas Verticales
Tabla Curvas Verticales
Intervalo: Abscisa inicio: 0+000.00, Abscisa fin: 0+319.06
Información de curva vertical: (curva cóncava)
Abscisa de PCV: 0+057.71 Elevación: 2,695.955m
Abscisa de PIV: 0+085 Elevación: 2,696.165m
Abscisa de PTV: 0+112.63 Elevación: 2,696.710m
Punto más bajo: 0+057.71 Elevación: 2,695.955m
Pendiente de rasante pe: 0.76% Pendiente de rasante
ps: 1.98%
Diferencia algebraica de pendientes:
1.22% Parámetro K: 45.000m
Longitud de curva: 54.927m Radio de curva 4,500.000m
Distancia de visibilidad: - - -
Información de curva vertical: (curva convexa)
Abscisa de PCV: 0+154.99 Elevación: 2,697.551m
Abscisa de PIV: 0+168 Elevación: 2,697.816m
66
Tabla 16 (continuación)
Abscisa de PTV: 0+181.71 Elevación: 2,697.883m
Punto más alto: 0+181.71 Elevación: 2,697.883m
Pendiente de rasante pe: 1.98% Pendiente de rasante ps: 0.50%
Diferencia algebraica de pendientes: 1.48% Parámetro K: 18.000m
Longitud de curva: 26.717m Radio de curva 1,800.000m
Distancia de visibilidad: 1,055m Distancia de visibilidad: 461.103m
Información de curva vertical: (curva cóncava)
Abscisa de PCV: 0+218.76 Elevación: 2,698.068m
Abscisa de PIV: 0+254 Elevación: 2,698.247m
Abscisa de PTV: 0+290.14 Elevación: 2,700.549m
Punto más bajo: 0+218.76 Elevación: 2,698.068m
Pendiente de rasante pe: 0.50% Pendiente de rasante ps: 6.45%
Diferencia algebraica de pendientes: 5.95% Parámetro K: 12.000m
Longitud de curva: 71.387m Radio de curva 1,200.000m
Distancia de visibilidad: 98.096m - -
Fuente. Cálculos AutoCAD Civil 3D.
Dentro de los diseños realizados se encuentra el plano Planta – Perfil Calle 59 – Hayuelos, sobre el cual se presentan de manera gráfica el diseño vertical.
4.5 DISEÑO DE INTERSECCIONES
Con base en los radios mínimos de giro del vehículo de diseño, se plantean las siguientes intersecciones en el proyecto de la calle 59:
4.5.1 Intersección Calle 59 – Antigua vía a Paipa Teniendo en cuenta la categoría de las vías, la calle 59 desvía el flujo de la avenida universitaria y tendrá prelación sobre la antigua vía a Paipa, dado el cambio de sección transversal, se plantea una intersección canalizada, con isletas, sin carriles de aceleración o desaceleración, con base en esto se definen las siguientes características de la intersección. 4.5.1.1 Radios de giro Los radios usados teniendo en cuenta el mínimo del vehículo de diseño corresponden a 15 m y 33 m. 4.5.1.2 Isletas canalizadoras Con el fin de mantener una adecuada distribución del flujo vehicular, facilitar una zona de refugio para peatones y proporcionar una zona de ubicación de señales e iluminación, se determinó el uso de isletas con las siguientes áreas. Áreas:
Isleta izquierda: 9.103 m2
Isleta derecha: 35.010 m2
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De acuerdo con las especificaciones mencionadas, la Figura 22. Presenta el esquema de intersección entre la calle 59 y la antigua vía a Paipa
Figura 22. Intersección Calle 59 - Antigua vía a Paipa
Fuente. Elaboración Propia
4.5.2 Intersección Calle 59 – Avenida Universitaria En la conexión de la calle 59 con la avenida universitaria, se plantea una intersección canalizada con isletas y con carriles o rampas de aceleración y desaceleración, definiendo las siguientes características de la intersección:
4.5.2.1 Rampas de aceleración y desaceleración
45 m de transición
55 m de longitud de carril de aceleración incluyendo la longitud de transición.
4.5.2.2 Radios de giro Los radios usados teniendo en cuenta el mínimo del vehículo de diseño corresponden a 20 m y 25 m.
68
4.5.2.3 Isletas Canalizadoras Con el fin de mantener una adecuada distribución del flujo vehicular, facilitar una zona de refugio para peatones y proporcionar una zona de ubicación de señales e iluminación, se determinó el uso de isletas con las siguientes áreas.
Áreas:
Isleta izquierda: 46.781m2
Isleta derecha: 43.154 m2
4.5.2.4 Carril de Giro a la Izquierda Se recomienda realizar una modificación sobre el separador de la avenida Universitaria, para asegurar el adecuado funcionamiento de las maniobras de giro, durante la puesta en operación de la intersección.
Transición: 20 m
Carril de giro a la izquierda (incluyendo transición): 60 m
69
De acuerdo con las especificaciones mencionadas anteriormente, la Figura 23. Presenta el esquema de intersección entre la calle 59 y la avenida universitaria.
Figura 23. Intersección Calle 59 - Avenida Universitaria
Fuente. Elaboración Propia
Dentro de los planos anexos se presenta el plano “Diseño en Planta con intersecciones – vía calle 59”.
70
4.6 OBRAS COMPLEMENTARIAS
4.6.1 Drenaje Superficial Para diseño de la calle 59, se plantea el uso de bordillos cuya función es encauzar el agua superficial proveniente de la calzada, impidiendo que escurra por la corona hacia los taludes provocando algún tipo de erosión; el agua llega a las alcantarillas dispuestas sobre la vía.
Se recomienda construir alcantarillado en la abscisa K0+085 y también en la abscisa k0+220, con el fin de evacuar las aguas lluvias provenientes de la calzada, como se muestra en la Figura 24.
Figura 24. Ubicación alcantarillas calle 59
Fuente. Elaboración Propia
4.6.2 Señalización Para el diseño de la calle 59, con base en las características generales de la demarcación vial en la intersección, para vehículos, peatones y bici usuarios, se determina el uso de señalización vertical que se muestra en la Tabla 17.
Tabla 17. Señalización Vertical
Señal Cantidad Nombre
SR-01 4 Pare
SR-02 4 Ceda el Paso
SR-30 2 Velocidad Máxima
SP-36 2 puente Angosto
SP-46 2 Zona de Peatones
SP-52A 2 Cruce Ferroviario a Nivel con Barreras
SP-54 2 Cruz de San Andrés
TOTAL 18
Fuente. Elaboración Propia
71
En cuanto a la demarcación horizontal, se propone hacer uso de bermas y la correspondiente demarcación vial de centro, giros y zonas de berma dentro de las isletas de canalización en las intersecciones, así como demarcación de carriles de aceleración y deceleración.
Es importante resaltar que dentro del diseño planteado se establece la localización de algunas señales, como recomendación de acuerdo a las condiciones planteadas por el diseñador. (Anexo A-2. plano señalización Vía calle 59).
4.7 AFECTACIONES PREDIALES
El uso del suelo sobre las áreas afectadas por la vía diseñada en la calle 59 con base en el POT, corresponde a suelos de uso mixto, en general zonas comerciales y residenciales.
El tramo diseñado compromete el área de 4 lotes, como se muestra en la Figura 25, sin embargo, no presenta zonas complejas ya que no afecta ninguna construcción presente en la zona y conecta con el tramo existente.
Figura 25. Áreas de afectación calle 59
Fuente. Elaboración Propia
Para la calle 59, no se obtuvo información de matrícula o propietarios, sin embargo para cada lote se determinó el área afectada, con base en los polígonos de los predios obtenidos del plano proporcionado por la Secretaría de Infraestructura del municipio de Tunja, ver Tabla 18.
72
Tabla 18. Áreas de afectación - Calle 59
Nº de predio Área total
(m2) Área afectada
(m2) %
1 4797.463 1111.85 23.18%
2 4898.814 858.113 17.52%
3 29561.556 1467.001 4.96%
4 77734.755 5065.171 6.52%
Fuente. Elaboración Propia – Secretaría de Infraestructura
Se recomienda que con base en las áreas determinadas, el uso del suelo, las características de la zona, la categoría de la vía, realizar estudios prediales avanzados y específicos frente a cada uno de los predios requeridos y posteriormente aplicar la metodología pertinente para la adquisición de los predios.
4.8 DETERMINACIÓN DE COSTOS
4.8.1 Determinación de las cantidades de obra Los valores se obtuvieron con base en el reporte de superficie obtenido en AutoCAD Civil 3D y se presentan en las Tablas 19 y 20.
Conformación de la rasante
Tabla 19. Volúmenes cantidades de obra - Rasante
ITEM UNIDAD CANTIDAD
Relleno m3 4731.18
Corte m3 1909.06
Pavimento m3 478.59
Base m3 957.19
Sub Base m3 2472.73
Fuente. Elaboración Propia
Obras complementarias
Tabla 20. Cantidades obras complementarias
ITEM UNIDAD CANTIDAD
Iluminación u 10
Señales Verticales u 18
Berma ml 1276.24
Señalización horizontal m2 1000
Bordillo ml 1276.24
Andenes m3 290.28
Fuente. Elaboración Propia
73
Análisis de precios unitarios
Los precios unitarios de iluminación teniendo en cuenta el valor comercial de luminarias centrales, se tomó un precio base de $ 529,803.00, los demás ítem se tomaron en base a la lista oficial de precios unitarios fijos de la gobernación de Boyacá, presentados en el ANEXO C.
En el ANEXO B se presentan las tablas de cantidades de obra para cada material.
4.8.2 Costos totales
La Tabla 21 muestra el costo total para la conformación de la rasante y las obras complementarias para la calle 59.
Tabla 21. Costos totales - Calle 59
RASANTE
ITEM UNIDAD CANTIDAD V/R UNITARIO COSTO TOTAL
Relleno m3 3588.66 $ 16,151.00 $ 57,960,447.66
Corte m3 1909.07 $ 13,232.00 $ 25,260,814.24
Pavimento m3 478.59 $ 576,001.00 $275,668,318.59
Base m3 957.19 $ 93,773.00 $ 89,758,577.87
Sub Base m3 2472.73 $ 84,574.00 $209,128,667.02
Sub Total $657,776,825.38
OBRAS COMPLEMENTARIAS
ITEM UNIDAD CANTIDAD V/R UNITARIO COSTO TOTAL
Iluminación u 11 $ 529,803.00 $ 5,827,833.00
Señales Verticales u 17 $ 451,124.00 $ 8,120,232.00
Berma ml 1276.24 $ 2,606.00 $ 3,325,881.44
Señalización horizontal m2 73.8 $ 42,376.00 $ 3,127,348.80
Bordillo ml 1276.24 $ 52,744.00 $ 67,314,002.56
Andenes m3 253.95 $ 48,688.00 $ 12,364,317.60
Sub Total $100,079,615.40
TOTAL COSTOS DIRECTOS $757,856,440.78
Administración (18%) $136,414,159.34
Imprevistos (6%) $ 45,471,386.45
Utilidad (5%) $ 37,892,822.04
IVA (19%) $ 7,199,636.19
TOTAL 984,834,444.79
Fuente. Elaboración propia
74
5. DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA CALLE 64 – VÍA SEMINARIO
5.1 LOCALIZACIÓN
La calle 64, está ubicada en el sector nororiental de la ciudad y ocupa la zona urbana clasificada como zona mixta, ya que ocupa un área comercial, escolar, residencial de ingresos medios, cercana a centros de salud, y actividad universitaria., conectando con la antigua vía a Paipa, cuenta con una longitud de 323 metros aproximadamente, ver Figura 26.
Figura 26. Localización Calle 64
Fuente. Elaboración Propia – Google Earth
5.2 SECCIÓN TRANSVERSAL
La sección trasversal típica está definida por factores como la capacidad para acomodar el tránsito, así mismo por las normas establecidas en el plan de vial de la ciudad y de las especificaciones dadas por la secretaría de infraestructura, teniendo en cuenta estos aspectos se presenta la sección de la calle 64. (Figura 27).
75
De acuerdo con las especificaciones de la Secretaría de Infraestructura de la Alcaldía de Tunja, se definieron las siguientes dimensiones de sección transversal para la calle 64:
Ancho de Calzada: 7.00 m.
Número de Carriles: Dos (2) carriles de circulación
Zonas Peatonales: 2.50 m.
Figura 27. Sección Transversal - Calle 64
Fuente. Elaboración Propia
5.3 DISTANCIAS DE VISIBILIDAD
La calle 64 presenta una pendiente máxima de 13.16% admisible dentro del diseño de vías urbanas, sin embargo es necesario re calcular la distancia de visibilidad de parada, con base en esta pendiente.
76
5.3.1 Distancia de Visibilidad de Parada (Dvp) Se determina la distancia de visibilidad de parada en condición crítica (descenso).
𝑑 =302
254 ∗ (3.509.81 −
13.16100 )
= 15.74 𝑚
La distancia de visibilidad de parada en los tramos en ascenso que presentan pendientes de 13.16%:
𝐷𝑉𝑃 = 0.695 ∗ 30 + 15.24
𝑫𝑽𝑷 = 𝟑𝟔. 𝟔𝟎 𝒎
5.4 DISEÑO HORIZONTAL
Las deflexiones totales (∆) de los alineamientos planteados en la calle 64 corresponden a un grado (1°) en el primer PI, por lo cual se determinó no hacer ningún tipo de concatenación siguiendo las recomendaciones de la Guía de Diseño de Vías Urbanas del IDU, el segundo PI tiene una deflexión de seis grados (6°) permitiendo el uso de curvas espiral – espiral simétricas, de acuerdo con las normas INVIAS limitando el ángulo al centro de la espiral (θe) a un valor de máximo diez grados (10°)
De acuerdo con lo anterior se presenta la tabla de curvas espirales para la calle 64, obtenida del diseño en AutoCAD Civil 3D. (Tabla 23).
Haciendo uso de los criterios de seguridad y comodidad del usuario de la vía, se determinó el parámetro mínimo de la curva (A), con base en los siguientes datos:
VCH: 30 km/h. RC: 223 J: 0.7 m/s3.
e: 6 % ∆s: 1.28% a: 3.50
Tabla 22. Cálculo parámetro mínimo de la espiral
CRITERIO m
CRITERIO I. Fuerza centrífuga N/A
CRITERIO II. Transición peralte 12.55
CRITERIO III 1. Estética (Disloque) 36.58
CRITERIO III 2. Estética (Deflexión) 23.35
Fuente. Elaboración propia
77
Longitud mínima
El valor del parámetro de diseño, se toma de acuerdo con la envolvente superior de los valores determinados para cada uno de los criterios establecidos.
𝑨𝒎í𝒏 = 𝟑𝟔. 𝟑𝟓𝟑 𝒎
Longitud máxima
El valor máximo del parámetro (Amáx).
𝐴𝑚á𝑥 = 1.1 ∗ 223
𝑨𝒎á𝒙 = 𝟐𝟒𝟓. 𝟑𝟎 𝒎
78
Tabla 23. Curvas espirales - Calle 64
Tabla de Curvas Espirales
Espiral # A (m) Le (m) Rc (m) Te Xe (m) Ye (m) ∆R (m) XM (m) TL (m) Tc (m) Abscisa Inicial
Abscisa Final
Norte Inicial
Este Inicial
Norte Final
Este Final
E:3 75.00 25,22 223.2 3°14'25" 25.21 0,48 0,11 12,61 16,82 8,41 K0+208.57 K0+233.80 10809062 11071506 10808935 11071723
E:4 75.00 25,22 223.2 3°14'23 25.21 0,48 0,11 12,60 16,82 8,41 K0+233.80 K0+259.02 10808935 11071723 10808791 11071930
Fuente. Cálculos AutoCAD Civil 3D.
El Anexo A-3. Presenta el plano de Diseño en Planta Calle 64 – Seminario
En el Anexo D. Se presentan las memorias de cálculo de las coordenadas del eje
79
Para el diseño de la calle 64, en el cruce del proyecto con el río Jordán, sobre la abscisa K0 + 170, en dónde de acuerdo a las condiciones que se presentan, es conveniente el diseño de un paso a nivel conformado por un puente de losa y vigas de luz larga, apoyado en estribos con una luz de aproximadamente treinta metros (30 m) y con un ancho de sección recomendado de doce metros con treinta centímetros (12.3 m).
En la figura 28. se presenta un esquema de la sección transversal del puente de la calle 64, sobre el cuál no se hará énfasis, debido a que requiere de estudios y diseños que están por fuera del alcance del proyecto.
Figura 28. Sección transversal – Puente – Calle 64
Fuente. Elaboración Propia
5.5 TRANSICIÓN DEL PERALTE
La transición del peralte para las curvas espiral – espiral, diseñadas en la calle 64, se define en función de las tablas del Instituto Nacional de Vías, basadas en el método 5 de la AASHTO.
Con base en el método 5 de la AASHTO, se determinan los siguientes parámetros para el cálculo del peralte en la calle 64, la Tabla 24 presenta los cálculos realizados para obtener el peralte recalculado, con base en los criterios y características de la vía.
80
Tabla 24. Cálculo peralte calle 64
Datos Entrada
Velocidad de diseño VD 30
Velocidad media de marcha VR 30
Peralte máximo e 6%
Fricción transversal f 0.28
Radio de entrada de la curva R 223.2
Cálculos
Radio mínimo Rmin 20.8
Radio al punto de intersección RPI 118.1
Desfase del eje hPI 0.0000
Pendiente del segmento 1 S1 0.00
Pendiente del segmento 2 S2 7.09
L1 0.008467
L2 0.039511
Ordenada media MO 0.02471
D 0.0318
f1 0.0069
f2 0.0017
Peralte máximo requerido e 2.5%
Fuente. Elaboración propia
De igual forma se puede determinar el peralte máximo requerido utilizando las tablas de diseño de peralte del Manual de Diseño Geométrico del Instituto Nacional de Vías INVIAS47, que siguen los lineamientos del método 5 de la AASHTO.
5.6 DISEÑO VERTICAL
A continuación se presentan los acuerdos cóncavos y convexos presentes dentro del diseño vertical de la calle 64. (Tabla 25).
47 INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS, Op. Cit. p. 107 [Tabla 3.5].
81
Tabla 25. Resumen Elementos Curvas Verticales
Tabla Curvas Verticales
Intervalo: Abscisa inicio: : 0+000.00, Abscisa fin: 0+323.42
Información de curva vertical: (curva cóncava)
Abscisa de PCV: 0+074.61 Elevación: 2,695.967m
Abscisa de PIV: 0+092 Elevación: 2,695.939m
Abscisa de PTV: 0+110.52 Elevación: 2,696.040m
Punto más bajo: 0+082.38 Elevación: 2,695.961m
Pendiente de rasante pe: -0.16% Pendiente de rasante ps: 0.56%
Diferencia algebraica de pendientes: 0.72% Parámetro K: 49.990m
Longitud de curva: 35.907m Radio de curva 4,999.000m
Distancia de visibilidad: -
Información de curva vertical: (curva cóncava)
Abscisa de PCV: 0+195.74 Elevación: 2,696.520m
Abscisa de PIV: 0+238 Elevación: 2,696.760m
Abscisa de PTV: 0+280.99 Elevación: 2,702.393m
Punto más bajo: 0+195.74 Elevación: 2,696.520m
Pendiente de rasante pe: 0.56% Pendiente de rasante ps: 13.21%
Diferencia algebraica de pendientes: 12.65% Parámetro K: 6.739m
Longitud de curva: 85.257m Radio de curva 673.869m
Distancia de visibilidad: 64.996m
Fuente. Cálculos AutoCAD Civil 3D.
Dentro de los diseños realizados se encuentra el plano Planta – Perfil Calle 64 – Seminario, sobre el cual se presentan de manera gráfica el diseño vertical.
5.7 DISEÑO DE INTERSECCIONES
Con base en los radios mínimos de giro del vehículo de diseño, se plantean las siguientes intersecciones en el proyecto de la calle 64:
5.7.1 Intersección Calle 64 – Antigua vía a Paipa Teniendo en cuenta la categoría de las vías, la calle 64 desvía el flujo de la avenida universitaria y tendrá prelación sobre la antigua vía a Paipa, dado el cambio de sección transversal, se plantea una intersección canalizada, con isletas, sin carriles de aceleración o desaceleración, con base en esto se definen las siguientes características de la intersección. 5.7.1.1 Radios de giro Los radios usados teniendo en cuenta el mínimo del vehículo de diseño corresponden a 15 m y 12 m.
82
5.7.1.2 Isletas canalizadoras Cumpliendo con las especificaciones de la Guía de Diseño de vías urbanas, la isleta con área de 7.21 m2
De acuerdo con las especificaciones mencionadas, la Figura 29. Presenta el esquema de intersección entre la calle 64 y la antigua vía a Paipa
Figura 29. Intersección Calle 64 - Antigua vía a Paipa
Fuente. Elaboración Propia
5.7.2 Intersección Calle 64 – Avenida Universitaria En la conexión de la calle 64 con la avenida universitaria, se plantea una intersección a nivel sin canalizar. 5.7.2.1 Radios de giro Los radios usados teniendo en cuenta el mínimo del vehículo de diseño corresponden a 15 m y 15 m, con base en el vehículo de diseño. 5.7.2.2 Carril de Giro a la Izquierda Se recomienda realizar una modificación sobre el separador de la avenida Universitaria, para asegurar el adecuado funcionamiento de las maniobras de giro, durante la puesta en operación de la intersección.
83
Transición: 20 m
Carril de giro a la izquierda (incluyendo transición): 60 m
Figura 30. Intersección Calle 64 - Avenida Universitaria
Fuente. Elaboración Propia
5.8 OBRAS COMPLEMENTARIAS
5.8.1 Drenaje superficial
Teniendo en cuenta las consideraciones dadas anteriormente para la calle 51 y 59, de igual manera para la calle 64 se recomienda utilizar las pendientes longitudinales y curvas convexas en función del drenaje, por lo cual, la ubicación de las alcantarillas será en el punto más bajo de las curvas cóncavas presentes en el diseño vertical, procurando que las descargas de agua terminen sobre el río Jordán.
Se recomienda construir alcantarillado en la abscisa K0+090 y también en la abscisa k0+196.20, con el fin de evacuar las aguas lluvias provenientes de la calzada.
84
Figura 31. Drenaje Calle 64
Fuente. Elaboración Propia
Para determinar el dimensionamiento es necesario realizar estudios hidráulicos, e hidrológicos, estudios que se encuentran por fuera del desarrollo de este proyecto.
5.8.2 Señalización Para el diseño de la calle 64, en la tabla 26, se establece la localización de algunas señales, como recomendación de acuerdo a las condiciones planteadas por el diseñador.
Tabla 26. Señalización Vertical Calle 64
SEÑAL CANTIDAD NOMBRE
SR-01 4 Pare
SR-02 2 Ceda el Paso
SR-30 2 Velocidad Máxima
SP-36 2 Puente Angosto
SP-46 2 Zona de Peatones
SP-52A 2 Cruce Ferroviario a Nivel
con Barreras
SP-54 2 Cruz de San Andrés
TOTAL 16
Fuente. Elaboración Propia
85
5.9 AFECTACIONES PREDIALES
El uso del suelo sobre las áreas afectadas por la vía diseñada en la calle 64 con base en el POT, corresponde a suelos de uso mixto, en general zonas comerciales y residenciales.
El tramo diseñado compromete el área de 7 lotes, como se muestra en la Figura 32, sin embargo, no presenta zonas complejas ya que no afecta ninguna construcción presente en la zona y conecta con el tramo existente.
Figura 32. Áreas de afectación calle 64
Fuente. Elaboración Propia
Para la calle 64, no se obtuvo información de matrícula o propietarios, sin embargo para cada lote se determinó el área afectada (Tabla 27), con base en los polígonos de los predios obtenidos del plano proporcionado por la Secretaría de Infraestructura del municipio de Tunja.
Tabla 27. Áreas de afectación - Calle 64
Nº de predio Área total
(m2) Área afectada
(m2) %
1 4431.77 246.278 5.56%
2 24605.674 18.382 0.07%
3 8313.217 295.515 3.55%
4 23892.398 207.926 0.87%
5 20192.049 382.046 1.89%
6 21971.142 511.635 2.33%
7 14517.756 401.792 2.77%
Fuente. Elaboración Propia – Secretaría de Infraestructura
86
Se recomienda que con base en las áreas determinadas, el uso del suelo, las características de la zona, la categoría de la vía, realizar estudios prediales avanzados y específicos frente a cada uno de los predios requeridos y posteriormente aplicar la metodología pertinente para la adquisición de los predios.
5.10 DETERMINACIÓN DE COSTOS
5.10.1 Determinación de las cantidades de obra
Conformación de la rasante
Tabla 28. Volúmenes cantidades de obra - Rasante
ITEM UNIDAD CANTIDAD
Relleno m3 724.65
Corte m3 1498.19
Pavimento m3 296.12
Base m3 592.23
Sub Base m3 888.35
Fuente. Elaboración Propia
Obras complementarias
Tabla 29. Cantidades obras complementarias
ITEM UNIDAD CANTIDAD
Iluminación u 10
Señales Verticales u 16
Berma ml 646.84
Señalización horizontal m2 79.5
Bordillo ml 646.84
Andenes m3 211.43 Fuente. Elaboración Propia
Análisis de precios unitarios
Los precios unitarios de cada ítem se tomaron en base a la lista oficial de precios unitarios fijos de la gobernación de Boyacá, presentados en el ANEXO No. 3
87
5.10.2 Costos totales Dentro de los costos totales se omiten los costos correspondientes a afectaciones prediales, instalación de acueducto y alcantarillado, instalación de redes eléctricas e iluminación. Además de los costos correspondientes a puentes o pontones.
En el ANEXO B se presentan las tablas de cantidades de obra para cada material.
Tabla 30. Costos totales - Calle 64
RASANTE
ITEM UNIDAD CANTIDAD V/R UNITARIO COSTO TOTAL
Relleno m3 686.3986 $ 16,151.00 $ 11,086,023.14
Corte m3 2029.46 $ 13,232.00 $ 26,853,814.72
Pavimento m3 236.10 $ 576,001.00 $ 135,993,836.10
Base m3 472.20 $ 93,773.00 $ 44,279,610.60
Sub Base m3 708.3 $ 84,574.00 $ 59,903,764.20
Sub Total $ 278,117,048.76
OBRAS COMPLEMENTARIAS
ITEM UNIDAD CANTIDAD V/R UNITARIO COSTO TOTAL
Iluminación u 10 $ 529,803.00 $ 5,298,030.00
Señales Verticales u 16 $ 451,124.00 $ 7,217,984.00
Berma ml 646.84 $ 2,606.00 $ 1,685,665.04
Señalización horizontal m2 79.5 $ 42,376.00 $ 3,368,892.00
Bordillo ml 646.84 $ 52,744.00 $ 34,116,928.96
Andenes m3 211.43 $ 48,688.00 $ 10,294,103.84
Sub Total $ 61,981,603.84
TOTAL COSTOS DIRECTOS $ 340,098,652.60
Administración (18%) $ 61,217,757.47
Imprevistos (6%) $ 20,405,919.16
Utilidad (5%) $ 17,004,932.63
IVA (19%) $ 3,230,937.20
TOTAL $ 441,958,199.06
Fuente. Elaboración propia
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6. RESUMEN DE COSTOS
A partir de los presupuestos individuales presentados en cada uno de los diseños, en cumplimiento con los objetivos específicos del proyecto, la tabla 31 presenta el presupuesto general de los diseños realizados, con base en las cantidades de obra obtenidas y los precios establecidos por la Secretaría de Infraestructura.
El costo total está compuesto por costos directos que se encuentran relacionados con los insumos para construir las obras, correspondientes a materiales de obra y su distribución en campo y su valor se encuentra implícito dentro de los precios unitarios. En este tipo de contratación los porcentajes destinados al AIU son un poco altos, debido al riesgo que incurre el contratista, la administración utilidad e imprevistos, asumiendo el 18% para administración, 6% para imprevistos y 5% de utilidad, sobre los costos directos.
Dentro de los costos totales no se incluyen los costos correspondientes a afectaciones prediales, instalación de acueducto y alcantarillado, instalación de redes eléctricas e iluminación, ni los costos correspondientes a puentes o pontones porque su estimación depende de estudios y diseños que están por fuera del desarrollo del proyecto.
Tabla 31. Costo General
TABLA DE COSTO GENERAL
Costo Total - Calle 51 $ 989,385,652.23
Costo Total - Calle 59 $ 984,834,444.79
Costo Total - Calle 64 $ 441,958,199.06
COSTO TOTAL GENERAL $ 2,416,178,296.08
Fuente. Elaboración propia
Es importante resaltar que los costos obtenidos son estimaciones con base en las especificaciones dadas por la Secretaría de Infraestructura de Tunja, para cada caso es necesario realizar estudios topográficos, de suelos, hidrológicos, de pavimentos y realizar diseños estructurales para puentes.
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Los valores presentados, están basados en una misma estructura de pavimento conformada:
Pavimento: 10 cm
Base: 20 cm
Sub Base: 30 cm
Figura 33. Estructura Pavimento
Fuente. Elaboración propia
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7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
La construcción de las vías diseñadas contribuye al desarrollo del sector Nor-Oriental, mejorando las condiciones de operación de las vías adyacentes, esta ampliación de la malla vehicular en cumplimiento con el plan de movilidad eficiente y amable (2016 – 2019) del plan de desarrollo municipal de Tunja, permite la disminución de las cargas de trafico generadas sobre las vías existentes y por consiguiente un mayor desarrollo en la movilidad de la ciudad.
Conforme a las metas propuestas por la Secretaría de Infraestructura de Tunja, el diseño de las vías del proyecto contribuye de manera significativa dentro del Plan de Movilidad de la ciudad, por lo cual es importante el establecimiento de bases sólidas en el diseño geométrico para así satisfacer los objetivos fundamentales de un proyecto vial, es decir, la funcionalidad, la seguridad, la comodidad, su armonía o estética y la economía.
Dentro del diseño de vías urbanas es importante que el diseñador reconozca, evalué y analice factores importantes como los usos del suelo actuales en el sitio del proyecto y el impacto que la infraestructura vial podría generar sobre los mismos, dentro de un proyecto vial es importante tener en cuenta el POT de la ciudad, previendo factores condicionantes del mismo que lleguen a afectar el diseño.
El diseño de una vía o intersección urbana siempre es considerado único, dado que para cada caso se genera un análisis específico y puntual en función de las características que ofrece el terreno, el tipo de vía, su sección transversal, y demás características propias de cada proyecto.
Es importante tener en cuenta las recomendaciones contenidas en el presente trabajo, para cada diseño es importante la realizar diseños de pavimentos, obras de drenaje y de estructuras para puentes sobre las abscisas mencionadas en cada caso, para así proporcionar a la ciudadanía ejes viales de calidad.
Los materiales empleados para la construcción deben cumplir con los requisitos mínimos de calidad exigidos por la normatividad colombiana (Especificaciones de construcción, INVÍAS).
91
BIBLIOGRAFÍA
AGENCIA NACIONAL DE INFRAESTRUCTURA. 3er Carril Bogotá – Girardot. Estudios Prediales. Bogotá, D.C. 2014. EP-BTAGDT-IF. 126 p.
ALCALDÍA MAYOR DE TUNJA., Plan de Desarrollo Municipal ¡Tunja en Equipo! (2016-2019). Tunja, 2016. 127 p.
AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS. A policy on Geometric Design of Highways and streets. 5th ed Washington, D.C.: AASHTO, 2004. 867p.
AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS. A policy on Geometric Design of Highways and streets. 6th ed Washington, D.C.: AASHTO, 2011. 906 p.
CÁRDENAS G., James. Diseño Geométrico de Carreteras. 2ª. Ed. Bogotá D.C. 2013. 501 p
COLOMBIA, CONGRESO DE LA REPÚBLICA. Ley 1083. (21, julio, 2006). Por medio de la cual se establecen algunas normas sobre planeación urbana sostenible y se dictan otras disposiciones. Diario oficial. Bogotá, D.C. 2006. No. 46346
COLOMBIA, CONGRESO DE LA REPÚBLICA. Ley 388. Artículo 9°. (18, julio, 1997) Por la cual se modifica la Ley 9 de 1989, y la Ley 2 de 1991 y se dictan otras disposiciones. Diario oficial. Bogotá, D.C. 1997. No. 43.091
COLOMBIA. CONGRESO DE LA REPÚBLICA. Ley 56 (5, octubre, 1981). Por la cual se dictan normas sobre obras públicas de generación eléctrica y acueductos, sistemas de regadío y otras y se regulan las expropiaciones y servidumbres de los bienes afectados por tales obras. Diario Oficial. Bogotá, D.C., 1981. No. 35.856
CORPORACIÓN ANDINA DE FOMENTO, INSTITUTO DE DESARROLLO URBANO. Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C., 223 P.
92
MINISTERIO DE TRANSPORTE, INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. 2008. Manual de Diseño Geométrico de Carreteras 2008. Bogotá, D.C., 2008. 268 p.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA. Plan de Movilidad Municipio de Tunja. Bogotá D.C., 2009. 164 p.
93
ANEXOS
ANEXO A. PLANOS
Como ejemplo se presentan en formato físico los planos de diseño de la Calle 59, los planos para las Calles 51 y 64, se adjuntan en medio magnético (CD) en formato PDF.
ANEXO A-1 Planos Calle 51 (Toyota) Plano 1/10: Diseño en planta calle 51 – Toyota Plano 2/10: Planta – Perfil Calle 51 – Toyota Plano 3/10: Secciones transversales Calle 51 – Toyota Plano 4/10: Secciones transversales Calle 51 – Toyota Plano 5/10: Secciones transversales Calle 51 – Toyota Plano 6/10: Secciones transversales Calle 51 – Toyota Plano 7/10: Secciones transversales Calle 51 – Toyota Plano 8/10: Secciones transversales Calle 51 – Toyota Plano 9/10: Intersección Calle 51 - Toyota – Avenida Universitaria Plano 10/10: Señalización calle 51 – Toyota
ANEXO A-2 Planos Calle 59 (Hayuelos) Plano 1/10: Diseño en planta Calle 59 – Hayuelos Plano 2/10: Planta – Perfil Calle 59 – Hayuelos Plano 3/10: Secciones transversales Calle 59 – Hayuelos Plano 4/10: Secciones transversales Calle 59 – Hayuelos Plano 5/10: Secciones transversales Calle 59 – Hayuelos Plano 6/10: Secciones transversales Calle 59 – Hayuelos Plano 7/10: Secciones transversales Calle 59 – Hayuelos Plano 8/10: Secciones transversales Calle 59 – Hayuelos Plano 9/10: Intersecciones Calle 59 – Hayuelos Plano 10/10: Señalización Calle 59 – Hayuelos
ANEXO A-3 Planos Calle 64 (Seminario) Plano 1/7: Diseño en planta Calle 64 – Seminario Plano 2/7: Planta – Perfil Calle 64 – Seminario Plano 3/7: Secciones transversales Calle 64 – Seminario Plano 4/7: Secciones transversales Calle 64 – Seminario Plano 5/7: Secciones transversales Calle 64 – Seminario Plano 6/7: Intersecciones Calle 64 – Seminario Plano 7/7: Señalización Calle 64 – Seminario
94
ANEXO B. CANTIDADES DE OBRA
CANTIDADES DE OBRA – CALLE 51
Tabla de Volumen Total
Abscisa Área
Relleno Área Corte
Volumen Relleno
Volumen Corte
Volumen Relleno Acumulado
Volumen Corte Acumulado
K0+000.00 0.34 9.28 0 0 0 0
K0+010.00 0.1 9.64 2.21 94.6 2.21 94.6
K0+020.00 0.32 8.96 2.13 92.97 4.34 187.57
K0+030.00 0.62 8.32 4.74 86.42 9.08 273.99
K0+040.00 0.8 8.01 7.14 81.65 16.22 355.64
K0+050.00 0.53 8.78 6.65 83.93 22.87 439.57
K0+060.00 0.23 9.76 3.8 92.72 26.67 532.29
K0+070.00 0.32 9.44 2.76 96.01 29.43 628.29
K0+080.00 0.43 9.19 3.73 93.13 33.17 721.42
K0+090.00 1.16 7.54 7.94 83.63 41.1 805.05
K0+100.00 1.97 5.81 15.65 66.74 56.75 871.79
K0+110.00 2.81 4.11 23.92 49.6 80.67 921.38
K0+120.00 3.87 2.69 33.41 34 114.07 955.38
K0+130.00 4.4 2.2 45.26 24.42 155.4 979.8
K0+140.00 4.66 1.89 45.26 20.44 200.66 1000.24
K0+150.00 4.27 2.24 44.63 20.66 245.29 1020.9
K0+160.00 1.78 6.99 30.23 46.15 275.52 1067.06
K0+170.00 8.23 19.7 50.05 133.44 325.57 1200.49
K0+180.00 47.7 0.23 279.63 99.61 605.2 1300.1
K0+190.00 51.68 4.1 - - 1102.08 1321.71
K0+200.00 0 26.5 258.4 152.99 1360.47 1474.7
K0+210.00 0.72 10.92 3.62 187.14 1364.09 1661.84
K0+220.00 1.03 5.51 9.12 79.87 1373.2 1741.71
K0+230.00 0.53 7.22 7.97 63.22 1381.18 1804.94
K0+240.00 0 9.9 2.68 85.49 1383.85 1890.42
K0+250.00 0 12.19 0.01 110.44 1383.86 2000.87
K0+260.00 0 13.68 0 129.44 1383.86 2130.31
K0+270.00 0 13.56 0 136.02 1383.86 2266.33
K0+280.00 0 12.32 0 129.19 1383.86 2395.52
K0+290.00 0.01 11.19 0.03 117.52 1383.89 2513.03
K0+300.00 0 20.2 0.03 156.92 1383.92 2669.95
K0+310.00 0 23.45 0 218.21 1383.92 2888.16
K0+320.00 0 17.74 0 205.95 1383.92 3094.11
K0+330.00 0.04 12.18 0.2 149.6 1384.12 3243.71
K0+340.00 0.42 4.47 2.29 83.22 1386.41 3326.92
K0+350.00 0.99 6.16 7.02 53.12 1393.43 3380.05
K0+357.78 1.18 7.59 8.44 53.45 1401.81 3433.85
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
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Tabla Materiales - Pavimento
Abscisa Área Volumen Volumen acum.
K0+000.00 1.46 0 0
K0+010.00 1.46 14.6 14.6
K0+020.00 1.46 14.6 29.2
K0+030.00 1.46 14.6 43.8
K0+040.00 1.46 14.6 58.4
K0+050.00 1.46 14.6 73
K0+060.00 1.46 14.6 87.6
K0+070.00 1.46 14.6 102.2
K0+080.00 1.46 14.6 116.8
K0+090.00 1.46 14.6 131.4
K0+100.00 1.46 14.6 146
K0+110.00 1.46 14.6 160.6
K0+120.00 1.46 14.6 175.2
K0+130.00 1.46 14.6 189.8
K0+140.00 1.46 14.6 204.4
K0+150.00 1.46 14.6 219
K0+160.00 1.46 14.6 233.6
K0+170.00 1.46 14.6 248.2
K0+180.00 1.46 14.6 262.8
K0+190.00 1.46 14.6 277.4
K0+200.00 1.46 14.6 292
K0+210.00 1.46 14.6 306.6
K0+220.00 1.46 14.6 321.2
K0+230.00 1.46 14.6 335.8
K0+240.00 1.46 14.6 350.4
K0+250.00 1.46 14.6 365
K0+260.00 1.46 14.6 379.6
K0+270.00 1.46 14.6 394.2
K0+280.00 1.46 14.6 408.8
K0+290.00 1.46 14.6 423.4
K0+300.00 1.46 14.6 438
K0+310.00 1.46 14.6 452.6
K0+320.00 1.46 14.6 467.2
K0+330.00 1.46 14.6 481.8
K0+340.00 1.46 14.6 496.4
K0+350.00 1.46 14.6 511
K0+357.78 1.46 11.35 522.35
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
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Tabla Materiales - Base
Abscisa Área Volumen Volumen acum.
K0+000.00 2.92 0 0
K0+010.00 2.92 29.2 29.2
K0+020.00 2.92 29.2 58.4
K0+030.00 2.92 29.2 87.6
K0+040.00 2.92 29.2 116.8
K0+050.00 2.92 29.2 146
K0+060.00 2.92 29.2 175.2
K0+070.00 2.92 29.2 204.4
K0+080.00 2.92 29.2 233.6
K0+090.00 2.92 29.2 262.8
K0+100.00 2.92 29.2 292
K0+110.00 2.92 29.2 321.2
K0+120.00 2.92 29.2 350.4
K0+130.00 2.92 29.2 379.6
K0+140.00 2.92 29.2 408.8
K0+150.00 2.92 29.2 438
K0+160.00 2.92 29.2 467.2
K0+170.00 2.92 29.2 496.4
K0+180.00 2.92 29.2 525.6
K0+190.00 2.92 29.2 554.8
K0+200.00 2.92 29.2 584
K0+210.00 2.92 29.2 613.2
K0+220.00 2.92 29.2 642.4
K0+230.00 2.92 29.2 671.6
K0+240.00 2.92 29.2 700.8
K0+250.00 2.92 29.2 730
K0+260.00 2.92 29.2 759.2
K0+270.00 2.92 29.2 788.4
K0+280.00 2.92 29.2 817.6
K0+290.00 2.92 29.2 846.8
K0+300.00 2.92 29.2 876
K0+310.00 2.92 29.2 905.2
K0+320.00 2.92 29.2 934.4
K0+330.00 2.92 29.2 963.6
K0+340.00 2.92 29.2 992.8
K0+350.00 2.92 29.2 1022
K0+357.78 2.92 22.7 1044.7
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
97
Tabla Materiales – Sub Base
Abscisa Área Volumen Volumen acum.
K0+000.00 5.88 0 0
K0+010.00 5.88 58.78 58.78
K0+020.00 5.88 58.78 117.55
K0+030.00 5.88 58.78 176.33
K0+040.00 5.88 58.78 235.1
K0+050.00 5.88 58.78 293.88
K0+060.00 5.88 58.78 352.66
K0+070.00 5.88 58.78 411.43
K0+080.00 5.88 58.78 470.21
K0+090.00 5.88 58.78 528.98
K0+100.00 5.88 58.78 587.76
K0+110.00 5.88 58.78 646.54
K0+120.00 5.88 58.78 705.31
K0+130.00 5.88 58.78 764.09
K0+140.00 5.88 58.78 822.86
K0+150.00 5.88 58.78 881.64
K0+160.00 5.88 58.78 940.42
K0+170.00 5.88 58.78 999.19
K0+180.00 5.88 58.78 1057.97
K0+190.00 5.88 58.78 1116.74
K0+200.00 5.88 58.78 1175.52
K0+210.00 5.88 58.78 1234.3
K0+220.00 5.88 58.78 1293.07
K0+230.00 5.88 58.78 1351.85
K0+240.00 5.88 58.78 1410.62
K0+250.00 5.88 58.78 1469.4
K0+260.00 5.88 58.78 1528.18
K0+270.00 5.88 58.78 1586.95
K0+280.00 5.88 58.78 1645.73
K0+290.00 5.88 58.78 1704.5
K0+300.00 5.88 58.78 1763.28
K0+310.00 5.88 58.78 1822.06
K0+320.00 5.88 58.78 1880.83
K0+330.00 5.88 58.78 1939.61
K0+340.00 5.88 58.78 1998.38
K0+350.00 5.88 58.78 2057.16
K0+357.78 5.88 45.7 2102.86
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
98
CANTIDADES DE OBRA - CALLE 59
Tabla de Volumen Total
Abscisa Área
Relleno Área Corte
Volumen Relleno
Volumen Corte
Volumen Relleno Acumulado
Volumen Corte Acumulado
0+000.00 0 12.64 0 0 0 0
0+010.00 0.67 15.11 3.36 138.74 3.36 138.74
0+020.00 1.13 13.9 8.97 145.08 12.33 283.82
0+030.00 0.51 13.91 8.2 139.07 20.54 422.9
0+040.00 0.46 14.52 4.89 142.16 25.42 565.05
0+050.00 0.41 14.09 4.38 143.07 29.8 708.13
0+060.00 0.42 14.57 4.14 143.32 33.95 851.44
0+070.00 0.02 12.18 2.19 133.77 36.13 985.21
0+080.00 0.04 9.18 0.32 106.81 36.45 1092.02
0+090.00 1.88 5.82 9.63 74.98 46.08 1167.01
0+100.00 3.13 4.9 25.03 53.61 71.12 1220.61
0+110.00 3.97 3.52 35.48 42.1 106.59 1262.72
0+120.00 6.72 1.98 53.44 27.49 160.04 1290.21
0+130.00 7.93 0.8 73.26 13.91 233.3 1304.12
0+140.00 4.8 3.75 63.68 22.76 296.98 1326.88
0+150.00 2.59 10.18 36.96 69.63 333.94 1396.51
0+160.00 22.43 12.77 125.08 114.72 459.02 1511.23
0+170.00 166.38 0 944.05 63.84 1403.07 1575.07
0+180.00 62.12 0 - - 2545.58 1575.07
0+190.00 40.67 1.31 513.95 6.57 3059.53 1581.63
0+200.00 26.37 2.75 335.17 20.31 3394.7 1601.94
0+210.00 24.21 0.32 252.86 15.33 3647.56 1617.27
0+220.00 17.88 0 210.45 1.59 3858.01 1618.86
0+230.00 16.18 0.05 170.3 0.25 4028.31 1619.11
0+240.00 10.48 0.01 133.28 0.28 4161.59 1619.39
0+250.00 7.51 1.74 89.93 8.75 4251.52 1628.14
0+260.00 4.16 4.9 58.31 33.23 4309.83 1661.37
0+270.00 5.51 5.81 48.35 53.57 4358.18 1714.94
0+280.00 7.48 6.23 64.96 60.21 4423.14 1775.14
0+290.00 8 2.39 77.39 43.12 4500.53 1818.26
0+300.00 7.26 0.44 76.3 14.18 4576.83 1832.44
0+310.00 12.18 2.21 97.21 13.29 4674.04 1845.73
0+319.06 0.43 11.76 57.14 63.33 4731.18 1909.06
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
99
Tabla Materiales - Pavimento
Abscisa Área Volumen Volumen
Acumulado
0+000.00 1.5 0 0
0+010.00 1.5 15 15
0+020.00 1.5 15 30
0+030.00 1.5 15 45
0+040.00 1.5 15 60
0+050.00 1.5 15 75
0+060.00 1.5 15 90
0+070.00 1.5 15 105
0+080.00 1.5 15 120
0+090.00 1.5 15 135
0+100.00 1.5 15 150
0+110.00 1.5 15 165
0+120.00 1.5 15 180
0+130.00 1.5 15 195
0+140.00 1.5 15 210
0+150.00 1.5 15 225
0+160.00 1.5 15 240
0+170.00 1.5 15 255
0+180.00 1.5 15 270
0+190.00 1.5 15 285
0+200.00 1.5 15 300
0+210.00 1.5 15 315
0+220.00 1.5 15 330
0+230.00 1.5 15 345
0+240.00 1.5 15 360
0+250.00 1.5 15 375
0+260.00 1.5 15 390
0+270.00 1.5 15 405
0+280.00 1.5 15 420
0+290.00 1.5 15 435
0+300.00 1.5 15 450
0+310.00 1.5 15 465
0+319.06 1.5 13.59 478.59
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
100
Tabla Materiales - Base
Abscisa Área Volumen Volumen
Acumulado
0+000.00 3 0 0
0+010.00 3 30 30
0+020.00 3 30 60
0+030.00 3 30 90
0+040.00 3 30 120
0+050.00 3 30 150
0+060.00 3 30 180
0+070.00 3 30 210
0+080.00 3 30 240
0+090.00 3 30 270
0+100.00 3 30 300
0+110.00 3 30 330
0+120.00 3 30 360
0+130.00 3 30 390
0+140.00 3 30 420
0+150.00 3 30 450
0+160.00 3 30 480
0+170.00 3 30 510
0+180.00 3 30 540
0+190.00 3 30 570
0+200.00 3 30 600
0+210.00 3 30 630
0+220.00 3 30 660
0+230.00 3 30 690
0+240.00 3 30 720
0+250.00 3 30 750
0+260.00 3 30 780
0+270.00 3 30 810
0+280.00 3 30 840
0+290.00 3 30 870
0+300.00 3 30 900
0+310.00 3 30 930
0+319.06 3 27.19 957.19
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
101
Tabla Materiales – Sub Base
Abscisa Área Volumen Volumen
Acumulado
0+000.00 7.75 0 0
0+010.00 7.75 77.5 77.5
0+020.00 7.75 77.5 155
0+030.00 7.75 77.5 232.5
0+040.00 7.75 77.5 310
0+050.00 7.75 77.5 387.5
0+060.00 7.75 77.5 465
0+070.00 7.75 77.5 542.5
0+080.00 7.75 77.5 620
0+090.00 7.75 77.5 697.5
0+100.00 7.75 77.5 775
0+110.00 7.75 77.5 852.5
0+120.00 7.75 77.5 930
0+130.00 7.75 77.5 1007.5
0+140.00 7.75 77.5 1085
0+150.00 7.75 77.5 1162.5
0+160.00 7.75 77.5 1240
0+170.00 7.75 77.5 1317.5
0+180.00 7.75 77.5 1395
0+190.00 7.75 77.5 1472.5
0+200.00 7.75 77.5 1550
0+210.00 7.75 77.5 1627.5
0+220.00 7.75 77.5 1705
0+230.00 7.75 77.5 1782.5
0+240.00 7.75 77.5 1860
0+250.00 7.75 77.5 1937.5
0+260.00 7.75 77.5 2015
0+270.00 7.75 77.5 2092.5
0+280.00 7.75 77.5 2170
0+290.00 7.75 77.5 2247.5
0+300.00 7.75 77.5 2325
0+310.00 7.75 77.5 2402.5
0+319.06 7.75 70.23 2472.73
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
102
CANTIDADES DE OBRA - CALLE 64
Tabla de Volumen Total
Abscisa
Área Relleno
Área Corte
Volumen Relleno
Volumen Corte
Volumen Relleno
Acumulado
Volumen Corte Acumulado
0+000.00 0.01 5.05 0.00 0.00 0.00 0.00
0+010.00 0.15 5.51 0.79 52.81 0.79 52.81
0+020.00 0.31 4.59 2.28 50.51 3.08 103.33
0+030.00 0.01 5.01 1.63 48.01 4.71 151.33
0+040.00 0.00 6.24 0.09 56.23 4.79 207.57
0+050.00 0.00 7.88 0.02 70.58 4.81 278.15
0+060.00 0.06 5.64 0.31 67.59 5.12 345.75
0+070.00 0.02 5.21 0.41 54.26 5.53 400.01
0+080.00 0.00 6.53 0.11 58.74 5.64 458.75
0+090.00 0.00 5.93 0.01 62.27 5.65 521.01
0+100.00 0.00 5.95 0.02 59.41 5.67 580.42
0+110.00 0.00 6.78 0.02 63.67 5.69 644.10
0+120.00 0.00 7.83 0.00 73.06 5.69 717.16
0+130.00 0.00 8.89 0.00 83.59 5.69 800.76
0+140.00 0.00 11.25 0.02 100.67 5.71 901.43
0+150.00 0.01 11.78 0.08 115.16 5.79 1016.59
0+160.00 25.45 4.67 127.30 82.27 133.09 1098.86
0+170.00 30.04 3.27 - - 410.53 1138.55
0+180.00 5.02 7.66 175.32 54.65 585.85 1193.20
0+190.00 0.01 12.86 25.16 102.60 611.01 1295.80
0+200.00 0.24 10.44 1.24 116.51 612.25 1412.31
0+210.00 0.97 7.81 6.03 91.24 618.28 1503.54
0+220.00 2.03 4.86 14.96 63.31 633.25 1566.85
0+230.00 5.66 1.37 38.94 30.71 672.19 1597.56
0+240.00 8.62 0.00 72.18 6.70 744.37 1604.26
0+250.00 0.96 5.06 48.16 25.28 792.53 1629.54
0+260.00 2.98 2.52 19.70 37.91 812.23 1667.45
0+270.00 3.75 1.01 33.66 17.63 845.88 1685.08
0+280.00 2.46 0.74 31.06 8.75 876.94 1693.83
0+290.00 3.77 4.90 31.13 28.23 908.07 1722.05
0+300.00 2.27 10.56 30.18 77.29 938.24 1799.34
0+310.00 1.17 13.07 17.19 118.15 955.43 1917.50
0+320.00 0.00 11.35 5.86 122.14 961.29 2039.64
0+323.42 0.53 5.90 0.90 29.53 962.20 2069.17
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
103
Tabla Materiales - Pavimento
Abscisa Área Volumen Volumen
Acumulado
0+000.00 0.73 0.00 0
0+010.00 0.73 7.30 7.30
0+020.00 0.73 7.30 14.60
0+030.00 0.73 7.30 21.90
0+040.00 0.73 7.30 29.20
0+050.00 0.73 7.30 36.50
0+060.00 0.73 7.30 43.80
0+070.00 0.73 7.30 51.10
0+080.00 0.73 7.30 58.40
0+090.00 0.73 7.30 65.70
0+100.00 0.73 7.30 73.00
0+110.00 0.73 7.30 80.30
0+120.00 0.73 7.30 87.60
0+130.00 0.73 7.30 94.90
0+140.00 0.73 7.30 102.20
0+150.00 0.73 7.30 109.50
0+160.00 0.73 7.30 116.80
0+170.00 0.73 7.30 124.10
0+180.00 0.73 7.30 131.40
0+190.00 0.73 7.30 138.70
0+200.00 0.73 7.30 146.00
0+210.00 0.73 7.30 153.30
0+220.00 0.73 7.30 160.60
0+230.00 0.73 7.30 167.90
0+240.00 0.73 7.30 175.20
0+250.00 0.73 7.30 182.50
0+260.00 0.73 7.30 189.80
0+270.00 0.73 7.30 197.10
0+280.00 0.73 7.30 204.40
0+290.00 0.73 7.30 211.70
0+300.00 0.73 7.30 219.00
0+310.00 0.73 7.30 226.30
0+320.00 0.73 7.30 233.60
0+323.42 0.73 2.50 236.10
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
104
Tabla Materiales - Base
Abscisa Área Volumen Volumen
Acumulado
0+000.00 1.46 0 0
0+010.00 1.46 14.6 14.60
0+020.00 1.46 14.6 29.20
0+030.00 1.46 14.6 43.80
0+040.00 1.46 14.6 58.40
0+050.00 1.46 14.6 73.00
0+060.00 1.46 14.6 87.60
0+070.00 1.46 14.6 102.20
0+080.00 1.46 14.6 116.80
0+090.00 1.46 14.6 131.40
0+100.00 1.46 14.6 146.00
0+110.00 1.46 14.6 160.60
0+120.00 1.46 14.6 175.20
0+130.00 1.46 14.6 189.80
0+140.00 1.46 14.6 204.40
0+150.00 1.46 14.6 219.00
0+160.00 1.46 14.6 233.60
0+170.00 1.46 14.6 248.20
0+180.00 1.46 14.6 262.80
0+190.00 1.46 14.6 277.40
0+200.00 1.46 14.6 292.00
0+210.00 1.46 14.6 306.60
0+220.00 1.46 14.6 321.20
0+230.00 1.46 14.6 335.80
0+240.00 1.46 14.6 350.40
0+250.00 1.46 14.6 365.00
0+260.00 1.46 14.6 379.60
0+270.00 1.46 14.6 394.20
0+280.00 1.46 14.6 408.80
0+290.00 1.46 14.6 423.40
0+300.00 1.46 14.6 438.00
0+310.00 1.46 14.6 452.60
0+320.00 1.46 14.6 467.20
0+323.42 1.46 5.00 472.20
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
105
Tabla Materiales – Sub Base
Abscisa Área Volumen Volumen
Acumulado
0+000.00 2.19 0 0
0+010.00 2.19 21.9 21.90
0+020.00 2.19 21.9 43.80
0+030.00 2.19 21.9 65.70
0+040.00 2.19 21.9 87.60
0+050.00 2.19 21.9 109.50
0+060.00 2.19 21.9 131.40
0+070.00 2.19 21.9 153.30
0+080.00 2.19 21.9 175.20
0+090.00 2.19 21.9 197.10
0+100.00 2.19 21.9 219.00
0+110.00 2.19 21.9 240.90
0+120.00 2.19 21.9 262.80
0+130.00 2.19 21.9 284.70
0+140.00 2.19 21.9 306.60
0+150.00 2.19 21.9 328.50
0+160.00 2.19 21.9 350.40
0+170.00 2.19 21.9 372.30
0+180.00 2.19 21.9 394.20
0+190.00 2.19 21.9 416.10
0+200.00 2.19 21.9 438.00
0+210.00 2.19 21.9 459.90
0+220.00 2.19 21.9 481.80
0+230.00 2.19 21.9 503.70
0+240.00 2.19 21.9 525.60
0+250.00 2.19 21.9 547.50
0+260.00 2.19 21.9 569.40
0+270.00 2.19 21.9 591.30
0+280.00 2.19 21.9 613.20
0+290.00 2.19 21.9 635.10
0+300.00 2.19 21.9 657.00
0+310.00 2.19 21.9 678.90
0+320.00 2.19 21.9 700.80
0+323.42 2.19 7.5 708.30 Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
106
ANEXO C. PRECIOS UNITARIOS
Adaptado de lista oficial de precios unitarios fijos para contratistas con tarjeta profesional de la gobernación de Boyacá
GOBERNACION DE BOYACÁ
SECRETARIA DE INFRAESTRUCTURA PUBLICA DE BOYACA
LISTA OFICIAL DE PRECIOS UNITARIOS FIJOS PARA CONTRATISTAS
CON TARJETA PROFESIONAL (NO INCLUYE A.I.U.)
LISTADO RESUMIDO DE ACTIVIDADES POR SUBCAPITULO
ITEM / DESCRIPCION UND.
VALOR UNITARIO
1.02 CIMENTACIÓN Y DESAGUES
1.02.15 EXCAVACION DE CORTES Y CANALES SIN CLASIFICAR INCLUYE ACARREO LIBRE DE 5 KM M3 13,232.00
1.02.28 RELLENO CON MATERIAL DEL SITIO COMPACTADO CILINDRO M3 16,151.00
3.04 AFIRMADO, SUBBASES Y BASES
3.04.06 SUMINISTRO, EXTENDIDA Y COMPACTACION DE MATERIAL SELECCIONADO PARA BASE GRANULAR
(INCLUYE ACARREO LIBRE DE 5KM) (**) M3 93,773.00
3.04.07 SUMINISTRO, EXTENDIDA Y COMPACTACION DE MATERIAL SELECCIONADO PARA SUBBASE
GRANULAR
(INCLUYE ACARREO LIBRE DE 5KM) (**)
M3 84,574.00
3.06 PAVIMENTACION FLEXIBLE
3.06.03 CONSTRUCCION DE CARPETA ASFALTICA EN CALIENTE, INCLUYE BARRIDO, SUMINISTRO Y
COMPACTACION ( INCLUYE ACARREO LIBRE DE 5 KM) NORMA INVIAS (**) M3 576,001.00
3.08 SARDINELES Y ANDENES
3.08.09 BORDILLO FUNDIDO EN SITIO 20 X 35 CM ML 52,744.00
3.08.15 LOSETA PREFABRICA A-60 M2 48,688.00
3.09 SEÑALIZACION Y DEMARCACION
3.09.01 BORRADO DE LINEA DE 12 CMS SEGUN NORMA INVIAS ML 2,606.00
3.09.04 MARCAS VIALES CON PINTURA DE TRAFICO SEGUN NORMA INVIAS Y DISEÑO (INCLUYE
MICROESFERAS) M2 42,376.00
3.09.14 SUMINISTRO E INSTALACION SEÑAL VIAL INFORMATIVA, TAMAÑO 2m x 50 cm con soporte en H
SEGÚN NORMA INVIAS UND 487,980.00
Secretario de Infraestructura Pública Gobernación de Boyacá
Ing. Albeiro Higuera Guarín
Director Técnico Secretaria de Infraestructura Pública Gobernación de Boyacá
NOTA1:Elfactordeincrementopordistanciahastaelsitiodelproyectoindicadoenlatablaquehacepartedelapresenteresolución,seaplicaráú
nicamenteparalosítemscuyoA.P.Ucontemplasuministrodematerialy/oequipo,dondenoseincluyantransporteynoseencuentredescritoen
elitem el acarreo libre
NOTA2:Paraelcalculodelcostodirectodeestositemscon(**),nosetieneencuentaelfactordeincrementopordistanciaparalosmunicipios,sin
o que se le suma el valor del transporte después de 5 km de la fuente de materiales al sitio de la obra
Fuente. Adaptado - Secretaria de infraestructura – Gobernación De Boyacá
107
ANEXO D. COORDENADAS DE LOS EJES
Coordenadas del eje Calle 51
Punto Abscisa Coordenada Este Coordenada Norte Cota
0 0+000.00 1081198.089 1106393.746 2,699.012m
1 0+010.00 1081190.069 1106399.72 2,698.904m
2 0+020.00 1081182.05 1106405.694 2,698.761m
3 0+030.00 1081174.031 1106411.669 2,698.618m
4 0+040.00 1081166.012 1106417.643 2,698.500m
5 0+050.00 1081157.992 1106423.617 2,698.500m
6 0+060.00 1081149.973 1106429.592 2,698.536m
7 0+070.00 1081141.954 1106435.566 2,698.604m
8 0+080.00 1081133.935 1106441.54 2,698.678m
9 0+090.00 1081125.916 1106447.514 2,698.756m
10 0+100.00 1081117.896 1106453.489 2,698.829m
11 0+110.00 1081109.877 1106459.463 2,698.906m
12 0+120.00 1081101.858 1106465.437 2,698.987m
13 0+130.00 1081093.839 1106471.411 2,699.129m
14 0+140.00 1081085.819 1106477.386 2,699.283m
15 0+150.00 1081077.800 1106483.36 2,699.437m
16 0+160.00 1081069.781 1106489.334 2,699.880m
17 0+170.00 1081061.762 1106495.309 2,699.971m
18 0+180.00 1081053.742 1106501.283 2,698.552m
19 0+190.00 1081045.723 1106507.257 2,698.267m
20 0+200.00 1081037.704 1106513.231 2,700.335m
21 0+210.00 1081029.672 1106519.189 2,699.523m
22 0+220.00 1081021.382 1106524.776 2,699.500m
23 0+230.00 1081012.488 1106529.328 2,699.549m
24 0+240.00 1081003.144 1106532.883 2,699.634m
25 0+250.00 1080993.687 1106536.134 2,699.723m
26 0+260.00 1080984.357 1106539.727 2,699.807m
27 0+270.00 1080975.499 1106544.349 2,699.880m
28 0+280.00 1080967.232 1106549.971 2,699.984m
29 0+290.00 1080959.199 1106555.926 2,700.038m
30 0+300.00 1080951.174 1106561.893 2,700.542m
31 0+310.00 1080943.15 1106567.86 2,701.002m
32 0+320.00 1080935.125 1106573.827 2,701.005m
33 0+330.00 1080927.100 1106579.794 2,701.008m
34 0+340.00 1080919.076 1106585.761 -
35 0+350.00 1080911.051 1106591.728 -
36 0+357.79 1080904.803 1106596.374 2,701.430m
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
108
Coordenadas del eje Calle 59
Punto Abscisa Coordenada Este Coordenada Norte Cota
0 0+000.00 1081541.077 1106784.807 2,695.514m
1 0+010.00 1081535.033 1106792.773 2,695.685m
2 0+020.00 1081528.989 1106800.74 2,695.714m
3 0+030.00 1081522.945 1106808.707 2,695.845m
4 0+040.00 1081516.901 1106816.674 2,695.914m
5 0+050.00 1081510.858 1106824.641 2,695.916m
6 0+060.00 1081504.814 1106832.608 2,696.118m
7 0+070.00 1081498.77 1106840.575 2,696.133m
8 0+080.00 1081492.726 1106848.542 2,696.071m
9 0+090.00 1081486.682 1106856.509 2,696.165m
10 0+100.00 1081480.639 1106864.476 2,696.271m
11 0+110.00 1081474.595 1106872.443 2,696.384m
12 0+120.00 1081468.551 1106880.41 2,696.481m
13 0+130.00 1081462.507 1106888.377 2,696.492m
14 0+140.00 1081456.464 1106896.344 2,696.838m
15 0+150.00 1081450.42 1106904.311 2,697.283m
16 0+160.00 1081444.376 1106912.278 2,697.441m
17 0+170.00 1081438.332 1106920.245 2,692.884m
18 0+180.00 1081432.288 1106928.212 2,695.456m
19 0+190.00 1081426.245 1106936.179 2,696.364m
20 0+200.00 1081420.201 1106944.146 2,696.803m
21 0+210.00 1081414.157 1106952.113 2,697.007m
22 0+220.00 1081408.113 1106960.08 2,697.221m
23 0+230.00 1081402.069 1106968.047 2,697.416m
24 0+240.00 1081396.026 1106976.014 2,697.696m
25 0+250.00 1081389.982 1106983.981 2,698.205m
26 0+260.00 1081383.938 1106991.948 2,698.725m
27 0+270.00 1081377.894 1106999.915 2,699.288m
28 0+280.00 1081371.851 1107007.882 2,699.733m
29 0+290.00 1081365.807 1107015.849 2,700.178m
30 0+300.00 1081359.763 1107023.816 2,700.615m
31 0+310.00 1081353.719 1107031.783 2,701.402m
32 0+319.06 1081348.243 1107039.002 2,702.414m
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
109
Coordenadas del eje Calle 64
Punto Abscisa Coordenada Este Coordenada Norte Cota
0 0+000.00 1081006.927 1106967.909 2,696.083m
1 0+010.00 1081002.221 1106976.733 2,696.135m
2 0+020.00 1080997.516 1106985.556 2,696.031m
3 0+030.00 1080992.81 1106994.38 2,696.070m
4 0+040.00 1080988.105 1107003.204 2,696.066m
5 0+050.00 1080983.399 1107012.027 2,696.243m
6 0+060.00 1080978.694 1107020.851 2,696.109m
7 0+070.00 1080973.988 1107029.675 2,696.011m
8 0+080.00 1080969.281 1107038.498 2,696.049m
9 0+090.00 1080964.378 1107047.213 2,696.052m
10 0+100.00 1080959.476 1107055.929 2,696.041m
11 0+110.00 1080954.573 1107064.645 2,696.155m
12 0+120.00 1080949.67 1107073.361 2,696.226m
13 0+130.00 1080944.768 1107082.076 2,696.257m
14 0+140.00 1080939.865 1107090.792 2,696.294m
15 0+150.00 1080934.962 1107099.508 2,696.331m
16 0+160.00 1080930.059 1107108.223 2,694.601m
17 0+170.00 1080925.157 1107116.939 2,693.196m
18 0+180.00 1080920.254 1107125.655 2,696.124m
19 0+190.00 1080915.351 1107134.371 2,696.591m
20 0+200.00 1080910.449 1107143.086 2,696.600m
21 0+210.00 1080905.546 1107151.802 2,696.655m
22 0+220.00 1080900.605 1107160.496 2,696.796m
23 0+230.00 1080895.488 1107169.087 2,696.988m
24 0+240.00 1080890.061 1107177.485 2,697.420m
25 0+250.00 1080884.354 1107185.697 2,699.034m
26 0+260.00 1080878.517 1107193.817 2,699.669m
27 0+270.00 1080872.662 1107201.923 2,700.587m
28 0+280.00 1080866.807 1107210.03 2,701.626m
29 0+290.00 1080860.952 1107218.137 2,703.479m
30 0+300.00 1080855.097 1107226.243 2,705.319m
31 0+310.00 1080849.242 1107234.35 2,706.954m
32 0+320.00 1080843.387 1107242.457 2,708.031m
33 0+323.42 1080841.235 1107245.437 2,708.005m
Fuente. Elaboración Propia – AutoCAD Civil 3D
