PLANTEAMIENTO METODOLÓGICO PARA ESTABLECER LA DEMARCACIÓN EN VÍAS DE PRIMER ORDEN CON
ESPECIFICACIONES DE DISEÑO ANTERIORES A LAS VIGENTES CON EL MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO PARA CARRETERAS DE 1998 Y
EL MANUAL DE SEÑALIZACIÓN VIAL DE 2004.
MARTHA CAROLINA CÁCERES RODRÍGUEZ
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ
JUNIO 2008
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES
PLANTEAMIENTO METODOLÓGICO PARA ESTABLECER LA DEMARCACIÓN EN VÍAS DE PRIMER ORDEN CON
ESPECIFICACIONES DE DISEÑO ANTERIORES A LAS VIGENTES CON EL MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO PARA CARRETERAS De 1998 Y
EL MANUAL DE SEÑALIZACIÓN VIAL De 2004.
MARTHA CAROLINA CÁCERES RODRÍGUEZ
Tesis de pregrado
Asesor: Fabián Tafur Sánchez
MIC. Ing. Civil
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ
JUNIO 2008
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MARTHA C. CÁCERES
AGRADECIMIENTOS
Al Ingeniero Fabián Tafur Sánchez, por su confianza, su permanente apoyo y su
esfuerzo al aceptar asesorar este trabajo, por sus indicaciones y direccionamiento.
No hubiese sido posible la realización de este trabajo, con los alcances que tiene,
sin la colaboración de la Concesión Sabana de Occidente S.A. y especialmente del
gerente de operaciones, el Ing. Camilo Maya, quien no solo apoyó este tipo de
trabajo, sino que también me prestó los equipos necesarios para la realización de
las mediciones de campo, al igual que me dio acceso a los documentos relevantes
para esta investigación; además de sus aportes y sugerencias que hicieron que
este trabajo tuviera las dimensiones que se alcanzaron.
Agradezco también a Ingetec S.A., diseñadores de la vía, y especialmente al
Ingeniero Camilo Marulanda PhD, por su colaboración en la obtención de los planos
de la vía, sin los cuales, hubiese sido imposible la culminación de este trabajo.
A todos los que me colaboraron en este proceso y que ayudaron en los momentos
más relevantes a terminar este trabajo, a mi mamá, a Lucia, a Marie, a Diana, a
Johana, a Katherine, a Julián, a Carlos y a todos los que me ayudaron o estuvieron
pendientes, muchas gracias.
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TABLA DE CONTENIDO
1. Introducción ......................................................................................... 1
1.1. Motivación. ..................................................................................... 2
1.2. Objetivos ........................................................................................ 2
1.2.1. General..................................................................................... 2
1.2.2. Específicos ................................................................................ 2
2. Fundamentación Teórica ......................................................................... 4
2.1. Diseño Geométrico ........................................................................... 4
2.1.1. Velocidad .................................................................................. 4
2.1.1.1. Velocidad de diseño .............................................................. 5
2.1.1.2. Velocidad a flujo libre ............................................................ 6
2.1.1.3. Velocidad puntual ................................................................. 6
2.1.1.4. Velocidad de operación .......................................................... 8
2.1.1.5. Velocidad específica .............................................................. 9
2.1.2. Zona de adelantamiento .............................................................. 9
2.1.2.1. Distancia de visibilidad de parada ......................................... 10
2.1.2.2. Distancia de visibilidad de adelantamiento.............................. 11
2.1.3. Alineamiento horizontal ............................................................. 14
2.1.3.1. Sección transversal en recta................................................. 14
2.1.3.2. Curvas circulares ................................................................ 14
2.1.3.3. Deflexiones menores entre tangentes .................................... 16
2.1.3.4. Entretangencias ................................................................. 16
2.1.4. Alineamiento vertical ................................................................ 17
2.1.4.1. Pendiente .......................................................................... 17
2.1.4.2. Curvas verticales ................................................................ 18
2.1.4.2.1. Determinación del parámetro K .......................................... 18
2.2. Señalización .................................................................................. 19
2.2.1. Horizontal ............................................................................... 20
2.2.2. Vertical ................................................................................... 21
2.2.2.1. Señales Preventivas ............................................................ 23
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2.2.2.2. Señales Reglamentarias ...................................................... 25
2.2.2.3. Señales Informativas .......................................................... 26
3. Metodologías utilizadas para la recolección de información y el procesamiento
de estos. .................................................................................................. 29
3.1. Velocidad ...................................................................................... 29
3.2. Distancias de adelantamiento .......................................................... 32
3.3. Inventario Vial ............................................................................... 33
4. Diagnostico basado en datos del diseño geométrico inicial y en mediciones
realizadas en campo de la ruta nacional 50 en el tramo comprendido entre el K
38+000 y K 47+600, Alto del Vino hasta la entrada a San Francisco del
departamento de Cundinamarca .................................................................. 34
5. Propuesta de señalización horizontal ....................................................... 52
6. Planteamiento metodológico para la revisión, identificación y solución de la
demarcación de zonas con deficiencias en operación y seguridad asociadas al
diseño. .................................................................................................... 55
7. Conclusiones y recomendaciones ........................................................... 58
7.1. Tramo en estudio ........................................................................... 58
7.2. Generales ..................................................................................... 59
8. Limitaciones del proyecto ...................................................................... 61
9. Comentarios sobre el desarrollo del proyecto ........................................... 62
10. Bibliografía ......................................................................................... 63
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INDICE DE TABLAS
Tabla 1 - Velocidad de diseño según tipo de carretera y de terreno .......................... 5
Tabla 2 - Desviación estándar .............................................................................. 7
Tabla 3 - Z según Nivel de confianza ..................................................................... 7
Tabla 4 - Coeficiente de fricción longitudinal para pavimentos humedos .................. 10
Tabla 5 - Distancia de visibilidad de parada .......................................................... 11
Tabla 6 - Distancia mínima de visibilidad de adelantamiento .................................. 13
Tabla 7 - Longitud máxima con distancia de visibilidad de adelantamiento ............... 14
Tabla 8 - Coeficientes de fricción lateral .............................................................. 15
Tabla 9 - Radios mínimos absolutos .................................................................... 16
Tabla 10 - Deflexiones menores entre tangentes .................................................. 16
Tabla 11 - Relación entre pendiente máxima y velocidad de diseño ......................... 18
Tabla 12 - Longitud de curva vertical convexa mínima por velocidad de diseño......... 19
Tabla 13 - Longitud de curva vertical cóncava mínima por velocidad de diseño ......... 19
Tabla 14 - Criterios para distancias de visibilidad en curvas convexas ..................... 19
Tabla 15 - Criterios para distancias de visibilidad en curvas cóncavas ...................... 19
Tabla 16 - Distancia mínima para colocación de señales dobles .............................. 23
Tabla 17 - Dimensiones de señales verticales ....................................................... 23
Tabla 18 - Distancias para colocación de señales .................................................. 24
Tabla 19 - Señales preventivas ........................................................................... 25
Tabla 20 - Señales reglamentarias ...................................................................... 26
Tabla 21 - Señales informativas ......................................................................... 28
Tabla 22 - Formato de identificación para toma y procesamiento de datos ............... 30
Tabla 23 – Agrupación de velocidades por clase y porcentajes por clase .................. 31
Tabla 24 - Inventario de curvas .......................................................................... 37
Tabla 25 - Velocidad específica, de operación y DVP por curva ............................... 38
Tabla 26 - Entretangencias y variación en velocidad específica de curvas sucesivas .. 39
Tabla 27 - Inventario y verificaciones en curvas verticales ..................................... 43
Tabla 28 - Propuesta de señalización horizontal. ................................................... 53
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INDICE DE FIGURAS
Figura 1 – Distancia de visibilidad de adelantamiento ............................................ 12
Figura 2 - Secciones transversales en un tramo recto de carretera .......................... 14
Figura 3 - Líneas centrales en carretera ............................................................... 21
Figura 4 - Ubicación señales verticales en carretera .............................................. 22
Figura 5 - Ubicación lateral señales verticales en carretera .................................... 22
Figura 6 - Radar de velocidades utilizado ............................................................. 29
Figura 7 - Mapa de localización: tramo en estudio................................................. 35
Figura 8 - Fotografías: adelantamiento en curva con sobreancho demasiado grande . 41
Figura 9 - Fotografías: señal horizontal obstaculizada ............................................ 41
Figura 10 - Propuesta de señalización para donde terminan las zonas de adelantamiento ................................................................................................ 59
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INDICE DE GRAFICAS
Grafica 1 - Histograma de velocidades puntuales .................................................. 31
Grafica 2 - Distribución acumulativa de velocidades puntuales............................... 32
Grafica 3 - Entretangencias en terreno ................................................................ 40
Grafica 4 - Velocidades específica, de operación y de diseño por curva .................... 44
Grafica 5 - Radio y velocidad de operación por curva ............................................ 46
Grafica 6 - Variación de velocidad específica en curvas sucesivas............................ 47
Grafica 7 - Relación de peralte izq. - radio y Velocidad de operación - radio ............. 48
Grafica 8 - Relación de peralte der. - radio y Velocidad de operación - radio ............ 49
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MARTHA C. CÁCERES 11
1. INTRODUCCIÓN
El transporte terrestre es uno de los principales medios de comunicación entre
diversos lugares, no solo por su importancia social y política, sino por su impacto
en la economía. Sobre todo en países como Colombia en que se ha planteado el
desarrollo económico de manera en que la infraestructura vial sea la base del
mismo, de esta manera es una herramienta estratégica para el desarrollo del país,
y a que favorece las interacciones entre regiones, ya sean internas o externas con
otros países permitiendo así nuevas y mayores oportunidades de desarrollo.
En muchos casos la necesidad de un medio terrestre de comunicación acompañado
de un presupuesto bajo, condiciones topográficas y climatológicas adversas o que
simplemente corresponden a diseños obsoletos llevaron a construir vías que no
van acordes a los requerimientos de diseño como radios mínimos, peraltes,
entretangencias, entre otras. Además la falta de mantenimiento de la
infraestructura hace que esta se deteriore más rápidamente.
De lo anterior podemos destacar la importancia de realizarle un mantenimiento a
las vía, ya que no solamente afecta directamente el transporte de carga
aumentando costos y tiempos de desplazamiento sino la seguridad e integridad de
las personas que se desean movilizar. En términos generales el estado de las vías
depende de factores tan diversos como sus diseños iníciales, su construcción y el
deterioro que sufre esta en el servicio. Por medio de este trabajo de investigación
se pretende identificar estas condiciones y plantear metodologías con las que se
pueda diagnosticar los diversos problemas que la puedan afectar.
La zona de estudio en la cual se llevo a cabo la observación corresponde al tramo
de la ruta nacional 50 comprendido entre el K 38+000 y K 47+600, Alto del Vino-
Entrada a San Francisco del departamento de Cundinamarca. El diagnostico para
este tramo se inicia con la recopilación de información como los planos
geométricos para la construcción de la vía e inventarios de señalizaciones. Además
se realizo mediciones en campo de la señalización, las longitudes y el número de
curvas de la vía.
Como paso siguiente se midió las velocidades puntuales de vehículos livianos a
flujo libre en cada una de las curvas del tramo en estudio. Con los datos
recopilados y medidos se realizaron los cálculos y revisiones para tener un
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MARTHA C. CÁCERES 22
panorama real del estado actual de las condiciones de la vía. Se realizó una
comparación con las especificaciones de las normas nacionales e internacionales
que se aplican para este tipo de vías con las condiciones encontradas. Se propuso
las posibles mejoras que se pueden realizar al tramo para alcanzar unas
condiciones aceptables de funcionamiento y se recomendaron específicamente
soluciones que se podrían adoptar para el mejoramiento de la vía. Por último se
plantea una metodología que busca el mejoramiento de las vías de primer orden
con especificaciones de diseño anteriores a las vigentes.
1.1. MOTIVACIÓN.
En el contexto nacional, en donde se encuentra un alto índice de
accidentalidad vial en carreteras, el cual, entre otros factores, se relaciona
al diseño de las vías, se plantea la necesidad de realizar un planteamiento
metodológico para diagnosticar vías y de la misma forma plantear
correctivos a las mismas por medio de una intervención a nivel de
señalización.
1.2. OBJETIVOS
1.2.1. GENERAL
Realizar un planteamiento metodológico para establecer la demarcación en vías de
primer orden con especificaciones de diseño anteriores a las vigentes con el
MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO PARA CARRETERAS de 1998 y el MANUAL DE SEÑALIZACIÓN
VIAL de 2004.
1.2.2. ESPECÍFICOS
� Diagnosticar la condición actual de las zonas de adelantamiento en la
ruta nacional 50 en el tramo comprendido entre el K 38+000 y K
47+600, Alto del Vino hasta la entrada a San Francisco, del
departamento de Cundinamarca.
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MARTHA C. CÁCERES 33
� Medir las velocidades a flujo libre de los vehículos livianos en las curvas
que se encuentran en el tramo de estudio.
� Calcular las velocidades de operación para las curvas del tramo de
estudio.
� Identificar las zonas de adelantamiento permitido por medio de la
verificación de distancias de visibilidad de adelantamiento y parada,
sobre los planos planta-perfil de la vía.
� Diagnosticar las condiciones actuales de la señalización vial vertical y
horizontal del tramo de estudio.
� Realizar una propuesta de demarcación para el tramo de estudio.
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MARTHA C. CÁCERES 44
2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
2.1. DISEÑO GEOMÉTRICO
El diseño geométrico de una vía es un conjunto de elementos geométricos
sucesivos, relacionados coherentemente entre sí, y cumpliendo con las normas que
lo rijan. Este diseño es el que definen el trazado de la vía de acuerdo con una serie
de parámetros que han de tenerse en cuenta antes de la realización del mismo,
entre los cuales se destacan dos principales, la topográfica del terreno, y la
capacidad económica con la que se cuenta.
Adicionalmente, el trazado debe ajustarse a diferentes criterios de diseño definidos
con base a las necesidades de la demanda y a las reglamentaciones existentes,
como lo son la velocidad, la visibilidad, los alineamientos vertical y horizontal, la
sección transversal, las intersecciones a nivel y pasos a desnivel para vehículos y
peatones, entre otros.
Como resultado del diseño geométrico de una carretera deben obtenerse los
planos de construcción de la misma, conocidos como planos planta-perfil, pues
muestran los alineamientos horizontales y verticales.
2.1.1. VELOCIDAD
La velocidad se define como el cociente entre una distancia recorrida, y el tiempo
que tomo recorrerla. Para usos referentes a vehículos, en Colombia, se utilizan las
distancias en unidades de kilómetros [Km] y los tiempos en horas [h], por lo tanto
la velocidad de un objeto se define así:
V = dt = [Km]
[h] = [KPH]
En el análisis de velocidades vehiculares se definen varios tipos de velocidad, que
son utilizados según la conveniencia del proyecto o estudio en cuestión.
Para este caso específico es relevante entender varios tipos de velocidad, como lo
son: la velocidad de diseño, puntual, a flujo libre y de operación.
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MARTHA C. CÁCERES 55
2.1.1.1. Velocidad de diseño
La velocidad a la cual se desea que transiten los vehículos por la carretera es uno
de los principales factores en el diseño geométrico de la misma, pues con base en
este se definen características mínimas del trazado general de la vía, tales como
distancias de visibilidad, radios mínimos de curvas, peraltes, pendientes máximas
y anchos de carril y sobreanchos, entre otras, de manera que conlleve a una
circulación cómoda y tranquila por esta; esta velocidad se conoce como velocidad
de diseño, y debe ser definida al principio de cada proyecto, pues como
consecuencia a las implicaciones que tiene sobre el trazado, determina en gran
parte el presupuesto de un proyecto.
La velocidad de diseño definida debe responder al tipo de terreno y a la
funcionalidad de la vía (ver tabla 1 (INVIAS. MINISTERIO DE TRANPORTE., 1998)),
es decir, si es de primer, segundo o tercer orden, a los volúmenes de transito que
se que hayan sido proyectados para la vía y a condiciones ambientales y
económicas que determinen el proyecto.
Tabla 1 - Velocidad de diseño según tipo de carretera y de terreno
Fuente: (INVIAS. MINISTERIO DE TRANPORTE., 1998)
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MARTHA C. CÁCERES 66
Esta velocidad se define como la máxima velocidad a la que pueden circular los
vehículos de manera segura y cómoda por una sección determinada de la vía,
cuando las condiciones son tan favorables, que las características geométricas del
diseño predominan.
Teniendo en cuenta que una de las limitaciones más determinantes en un proyecto
es la topografía del terreno, es posible tener más de una velocidad de diseño, sin
embargo, debe tenerse en cuenta que una misma velocidad de diseño debe ser
mantenida por lo menos a lo largo de un tramo de dos kilómetros, y el cambio
entre tramos sucesivos no debe ser superior a los 20 KPH.
2.1.1.2. Velocidad a flujo libre
La velocidad a flujo libre, es aquella a la que se desplaza un vehículo se la
densidad es cero, o su marcha no está impedida por interacción vehicular ni por
regulaciones de transito. Definida así en el MANUAL DE PLANEACIÓN Y DISEÑO PARA LA
ADMINISTRACIÓN DEL TRÁNSITO Y EL TRANSPORTE. (SECRETARÍA DE TRANSITO Y
TRANSPORTE.CAL Y MAYOR Y ASOCIADOS., 2004)
2.1.1.3. Velocidad puntual
La velocidad puntual se define como la velocidad de un vehículo en un punto
especifico de su recorrido.
Los estudios y posteriores análisis de velocidad puntual son utilizados
principalmente en vías de circulación continua para cálculos en diseños viales,
determinación de variables para la regulación del tránsito, análisis de capacidad
vial y niveles de servicio, evaluación sobre seguridad vial, estimación de
tendencias de velocidad, y determinación de la efectividad de medidas para
mejorar la circulación del tránsito (SECRETARÍA DE TRÁNSITO Y TRANSPORTE.
CAL Y MAYOR Y ASOCIADOS., 1998)
Este tipo de estudios son estadísticos, es decir, debe tomarse una muestra de la
población para ser analizada, para lo cual es importante plantear cuál es la
población y con base en esta definir el tipo de muestra y el tamaño de esta.
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MARTHA C. CÁCERES 77
Se debe tener en cuenta que al trabajar con una muestra pueden existir errores de
inferencia; este tipo de error en inversamente proporcional al tamaño de la
muestra, mientras que aumenta a medida que aumentan la desviación estándar de
los datos. Teniendo en cuenta que la desviación de los datos es una variable sobre
la cual no tenemos control, entonces se puede definir un tamaño de muestra
mínimo en función del grado de confiabilidad, siempre y cuando se establezca un
tipo de muestreo determinado para todas las mediciones.
Para encontrar el tamaño mínimo de la muestra es necesario establecer ciertos
parámetros, como el error máximo tolerable en las mediciones, que en este caso
sería la incertidumbre en la medición de velocidad puntual, además se deben
determinar la desviación estándar y el nivel de confianza que se desea obtener. En
el MANUAL DE PLANEACIÓN Y DISEÑO PARA LA ADMINISTRACIÓN DEL TRÁNSITO Y EL TRANSPORTE
se encuentran los valores de dichos parámetros según el caso, como se puede ver
en las tablas 2 y 3, y se estipula que el error máximo tolerable para este tipo de
estudios es de 2 [Km/h].
Tabla 2 - Desviación estándar
Tabla 3 - Z según Nivel de confianza
Fuente: (SECRETARÍA DE TRÁNSITO Y TRANSPORTE. CAL Y MAYOR Y ASOCIADOS., 1998)
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MARTHA C. CÁCERES 88
La ecuación con la que se define el tamaño mínimo de muestra es la siguiente:
n = K� ∙ σE �
�
Donde n el número de observaciones, K� es la constante z dependiente del nivel de
confianza, σ es la desviación estándar y E es el error máximo tolerable.
Por otra parte, se debe tener en cuenta que para obtener datos de velocidad
puntual de un vehículo es necesario tener instrumentos que la midan, pues por su
naturaleza no responde a ningún tipo de ecuación. Entre los instrumentos que
pueden ser utilizados, para medidas directas, se encuentran el radar de velocidad,
que es el más utilizado en Colombia y en el mundo, y los dispositivos laser, que
son mucho más costosos.
El radar de velocidad consiste en un emisor y receptor de ondas de
radiofrecuencia, cuando se “dispara” a un objeto, se emite una onda y luego recibe
la señal de la onda reflejada por el objeto, pero con una frecuencia diferente, a
este fenómeno se le conoce como efecto Doppler, y con base en el cambio de
frecuencia de las ondas (emitida y recibida), es posible calcular la velocidad del
objeto cuando fue alcanzado por la onda. Vale la pena aclarar que como las ondas
de radio son ondas electromagnéticas, viajan a una velocidad cercana a la de la
luz, por lo cual es posible afirmar que el error en las mediciones es muy bajo.
2.1.1.4. Velocidad de operación
La velocidad de operación es aquella que el conductor de un vehículo aislado elige
sin condicionamiento alguno de tráfico o factor ambiental, la cual es segura y
cómoda y está en función de las características físicas de la vía y su entorno,
apreciables por el conductor.
De acuerdo con el manual de diseño geométrico de carreteras, la velocidad de
operación se calcula como el percentil 85 de las velocidades observadas en el
punto de estudio, lo que consecuentemente asume que el 15 por ciento de los
vehículos circulan a una velocidad mayor a la de operación del elemento en
consideración.
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MARTHA C. CÁCERES 99
2.1.1.5. Velocidad específica
La velocidad específica es aquella que se puede mantener en un elemento
geométrico considerado aisladamente en condiciones de seguridad y comodidad.
Se contemplan condiciones de la capa de rodadura, de las llantas y climáticas
favorables, así como no interacción con otros vehículos ni reglamentaciones, sin
embargo se contempla pavimento húmedo.
Este tipo de velocidad es útil cuando se está hablando de curvas, pues cuando los
vehículos transitan por ellas disminuyen la velocidad, por lo cual se considera
aisladamente y por esto el radio de diseño se asocia con este tipo de velocidad,
como se ve en la tabla 5.
2.1.2. ZONA DE ADELANTAMIENTO
En el diseño de una vía deben ser contempladas zonas en las cuales los vehículos
puedan realizar adelantamientos cómodos y seguros, llamadas zonas de
adelantamiento, las cuales deben cumplir con parámetros relativos tanto a la vía,
como al conductor.
Para poder definir estas zonas debe tenerse en cuenta la distancia de visibilidad
del conductor, la cual se define como la longitud continua de carretera que puede
observar el conductor de un vehículo que circula por ella, hacia adelante.
Esta distancia de visibilidad deberá ser de suficiente longitud, de manera que los
vehículos pueda llegar a desarrollar una velocidad igual a la velocidad de diseño,
mientras que sea posible controlar la velocidad de operación de este, para la
realización de ciertas maniobras en la vía, como al encontrarse con un obstáculo
en su carril, o el adelantamiento a otro vehículo lento en carreteras de dos carriles
dos sentidos, o la del cruce con una vía secundaria, o el encuentro de dos
vehículos que circulan por el mismo carril en sentidos opuestos en carreteras
terciarias de calzadas angostas.
De acuerdo con los tipos de maniobras descritos, en un proyecto vial, se debe
tener en cuenta distancias de visibilidad de parada, de adelantamiento, de cruce y
de encuentro, explicadas a continuación.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 1100
2.1.2.1. Distancia de visibilidad de parada
Si un vehículo es conducido a una velocidad cercana a la velocidad de diseño, la
distancia requerida para que el conductor del vehículo pueda detenerlo antes de
que algún obstáculo se atraviese en su trayectoria, es conocida como distancia de
visibilidad de parada.
Dadas las condiciones anteriores, la longitud necesaria para que el vehículo se
detenga, es la suma de la distancia recorrida durante el frenado, y la distancia
recorrida durante el tiempo de percepción y reacción
Distancia de percepción y reacción: suponiendo que el vehículo lleva una velocidad
contante a la velocidad de diseño, la distancia de percepción y reacción es medida
desde el instante de visibilidad del obstáculo hasta el instante en que se inicia el
proceso de frenado.
Distancia recorrida desde el frenado: suponiendo que el vehículo desacelera
constantemente y que su velocidad inicial es igual a la velocidad de diseño, la
distancia recorrida desde el frenado se mide desde que se inicia el proceso de
frenado hasta el instante en que el vehículo se detiene por completo.
La distancia de visibilidad de parada se calculará mediante la siguiente expresión:
Dp = Vo ∙ tar3.6 + Vo�
254 ∙ (fl ± p) = 0.556 ∙ Vd + Vd�
254 ∙ (fl ± p)
Donde: Dp es la distancia de visibilidad de parada en metros, Vo es la velocidad de
diseño en km/h, tar es el tiempo acción reacción en segundos, fl es el coeficiente
de fricción longitudinal llanta-pavimento y p es la pendiente de la rasante (tanto
por uno), + ascenso, - descenso.
El coeficiente de fricción longitudinal en pavimentos húmedos para diferentes
velocidades de diseño se obtendrá así:
Tabla 4 - Coeficiente de fricción longitudinal para pavimentos humedos
Velocidad de diseño Vd
(km/h)30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Coeficiente de fricción longitudinal
(fl)0.440 0.400 0.370 0.350 0.330 0.320 0.315 0.310 0.305 0.300
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MARTHA C. CÁCERES 1111
En la siguiente tabla se muestran los valores recomendados para las distancias
mínimas de visibilidad de parada para diferentes velocidades de diseño, para
tramos de rasantes a nivel (p=0).
Cuando se tengan carreteras con pendientes de rasante con valores absolutos
superiores al 3%, tanto en ascenso (+p) como en descenso (-p), se deberán
realizar las correcciones necesarias a las distancias de visibilidad de parada dadas
en la tabla anterior para tramos a nivel.
Tabla 5 - Distancia de visibilidad de parada
Fuente: (INVIAS. MINISTERIO DE TRANPORTE., 1998)
2.1.2.2. Distancia de visibilidad de adelantamiento
Si la distancia de visibilidad en un tramo determinado es suficiente para que el
conductor de un vehículo pueda sobrepasar a otro vehículo que circula en ese
mismo carril pero a una velocidad inferior, en condiciones de seguridad, esto es,
sin interferir con un tercer vehículo que se haga visible en el momento de iniciar
con el adelantamiento y que venga en sentido contrario, se dice que ese tramo
tiene distancia de visibilidad de adelantamiento.
Solo debe considerarse la distancia de velocidad de adelantamiento en carreteras
en donde se hace necesario adelantar en el carril del sentido opuesto, es decir,
carreteras de dos carriles y con tránsito en ambas direcciones.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 1122
A efectos de aplicación del presente criterio, la distancia mínima de visibilidad de
adelantamiento, de acuerdo a la Figura 1, se determinará como la suma de cuatro
distancias así:
Da = D1 + D2 + D3 + D4
Donde
Da= distancia de visibilidad de adelantamiento, (m)
D1= distancia recorrida durante el tiempo de percepción y reacción (2.0 segundos)
del conductor que va adelantar, (m)
D2= distancia recorrida por el vehículo que adelanta durante el tiempo desde que
invade el carril del sentido contrario hasta que regresa a su carril (8.5 segundos,
valor experimental), (m)
D3= distancia de seguridad, una vez terminada la maniobra, entre el vehículo que
adelanta y el vehículo que viene en la dirección opuesta, recorrida durante el
tiempo de despeje (2.0 segundos, valor experimental), (m)
D4= distancia recorrida por el vehículo que viene en sentido opuesto (estimada en
2/3 de D2), (m)
El manual utiliza el esquema AASHTO para el cálculo de la distancia mínima de
visibilidad de adelantamiento.
Fuente: (TAFUR, 2007)
A1A2
B1
A3
B2
A4C1 C2
D1 1/3 D2 2/3 D2 D3 D4
VEHÍCULO ADELANTANTE
VEHÍCULO REBASADO
VEHÍCULO OPUESTO QUE APARECE CUANDOEL VEHÍCULO ADELANTANTE ESTA EN A3
Da
(2.0 seg)
8.5 seg)
(2.0 seg) (8.5 x 2/3 = 5.67 seg)
Figura 1 – Distancia de visibilidad de adelantamiento
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 1133
Es de suponerse que por seguridad la maniobra para adelantar, se realiza a la
velocidad de diseño, por lo tanto, su distancia mínima se calcula así:
Da ≈ 5Vd
Donde Da es la distancia de visibilidad de adelantamiento en metros, y Vd es la
velocidad de diseño en KPH.
A continuación se presentan los valores mínimos recomendados para la distancia
de visibilidad de adelantamiento, calculados con la anterior expresión para
carreteras de dos carriles dos sentidos.
Tabla 6 - Distancia mínima de visibilidad de adelantamiento
Se debe procurar obtener la máxima longitud posible en que la visibilidad de
adelantamiento sea superior a la mínima distancia de la tabla anterior. Dado lo
anterior, como norma de diseño se debe proyectar, para carreteras de dos carriles
dos sentidos, tramos con distancia de visibilidad de adelantamiento, de manera
que en tramos de cinco kilómetros, se tengan varios sub tramos de distancia
mayor a la mínima especificada, de acuerdo a la velocidad de diseño.
Para establecer estos tramos, se debe tener en cuenta la topografía, la velocidad
de diseño y el volumen de tránsito futuro o esperado en el año de diseño.
En la siguiente tabla se recomienda la frecuencia con la que se deben presentar las
oportunidades de adelantar o el porcentaje mínimo habilitado para adelantamiento
en el tramo, de acuerdo a la velocidad de diseño.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 1144
Tabla 7 - Longitud máxima con distancia de visibilidad de adelantamiento
2.1.3. ALINEAMIENTO HORIZONTAL
El alineamiento horizontal comprende la sección transversal recta, el diseño de las
curvas circulares, las deflexiones menores entre tangentes y las entretangencias.
2.1.3.1. Sección transversal en recta
La sección transversal de las carreteras, en una sección recta depende del número
de calzadas y de carriles que se esté diseñando, así como se aprecia en la figura 2.
La inclinación mínima de la capa de rodadura es de 2%, para garantizar los
procesos de drenaje en la vía.
2.1.3.2. Curvas circulares
Las curvas circulares son elementos geométricos que mantienen un radio
constante a lo largo de su longitud; estos elementos son definidos por su radio y la
longitud de la curva, la cual se expresa de la siguiente manera:
Figura 2 - Secciones transversales en un tramo recto de carretera
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 1155
() = * ∗ , Donde Lc es la longitud de la curva, R es el radio de la misma medido en metros, y
s es el ángulo de giro del arco circular de la curva, medido en radianes.
El radio de las curvas circulares en una carretera está limitado por la topografía del
terreno y depende de la velocidad de diseño o velocidad específica del elemento,
como se muestra en la siguiente expresión:
*-./ = 0�
127 ∗ (2-34 +5-34)
Donde V es la velocidad especifica en KPH, emax es el peralte máximo, y fmax es
coeficiente de fricción lateral máximo; valga aclarara que estos dos últimos están
asociados a la velocidad especifica. En el manual de diseño geométrico colombiano
se contempla un valor de peralte máximo, para carreteras rurales, igual a 0,08 o
8%, pues es considerado optimo para las velocidades especificas en carreteras de
este tipo en Colombia, y además no es tan grande como para incomodar a
vehículos que circulan con velocidades menores.
Es pertinente aclarar el concepto de peralte en este punto, el cual está relacionado
a los tramos donde se encuentran curvas horizontales. El peralte es el grado de
inclinación transversal de la calzada, con respecto a la horizontal, hacia el interior
de la curva, para contrarrestar el efecto de la fuerza centrípeta que actúa sobre el
vehículo cuando pasa por ella; de manera similar, el rozamiento de las llantas del
vehículo contrarrestan la fuerza centrípeta, y este rozamiento es el que aparece
en la ecuación de radio mínimo como el coeficiente de fricción lateral.
El coeficiente de fricción lateral se ha encontrado de manera empírica para
diferentes velocidades, como se puede observar en la tabla 8.
Tabla 8 - Coeficientes de fricción lateral
Con base en la ecuación para encontrar el radio mínimo y lo explicado
anteriormente, la tabla 9 muestra los radios mínimos absolutos de acuerdo con la
velocidad específica definida.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 1166
Tabla 9 - Radios mínimos absolutos
2.1.3.3. Deflexiones menores entre tangentes
En algunos casos es inevitable que el ángulo de deflexión entre 2 tangentes sea de
6° o menor, en dichos casos se debe realizar una curva circular cumpliendo con los
criterios en la siguiente tabla.
Tabla 10 - Deflexiones menores entre tangentes
2.1.3.4. Entretangencias La entretangencia es la distancia recta entre dos curvas sucesivas, ya sean curvas
en sentidos contrarios o en el mismo sentido.
Las curvas en distinto sentido que tengan curvas de transición no requieren
entretangencias, mientras que las curvas circulares deben tener de entretangencia
la longitud mayor entre la longitud de transición de acuerdo con los peraltes
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 1177
recomendados y el espacio que se obtiene de multiplicar la velocidad de diseño en
KPH, por un tiempo de 5 segundos.
Por su parte, las curvas en un mismo sentido, aunque deben ser evitadas, deben
cumplir en terrenos ondulado, montañoso y escarpado con el espacio que se
obtiene de multiplicar la velocidad de diseño en KPH, por un tiempo de 5
segundos, mientras que en terrenos planos, esta misma longitud debe
corresponder a 15 segundos por la velocidad de diseño.
2.1.4. ALINEAMIENTO VERTICAL El alineamiento vertical comprende las secciones rectas y la unión de estas por
medio de las curvas verticales de arcos parabólicos, esto es lo que compone la
rasante de la vía.
2.1.4.1. Pendiente La inclinación de la rasante está determinada por la topografía del terreno, el
alineamiento horizontal, la velocidad de diseño y el presupuesto que se tiene para
la construcción de la carretera.
La pendiente gobernadora es la pendiente media que teóricamente puede darse a
la línea de subrasante para vencer un desnivel determinado, que satisfaga las
condiciones de funcionalidad de la vía.
En la tabla siguiente se muestran las pendientes máximas recomendadas por tipo
de carretera, terreno y velocidad de diseño escogida.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 1188
Tabla 11 - Relación entre pendiente máxima y velocidad de diseño
Vale la pena aclarar que la pendiente mínima está determinada por factores de
drenaje, por lo cual, para todos los casos debe ser igual o mayor a 0.5%.
2.1.4.2. Curvas verticales Las curvas verticales se clasifican en convexas y cóncavas, las cuales dependen del
terreno, de la pendiente de entrada y de salida.
La longitud de una curva vertical se define así
(60 = 7 ∗ 8
Donde LCV es la longitud de la curva vertical en metros, K es el un parámetro en
función de la distancia de visibilidad, y A es la diferencia entra las pendientes
(pendiente de entrada menos pendiente de salida).
2.1.4.2.1. Determinación del parámetro K El manual de diseño geométrico para carreteras plantea los valores mínimos de k
según el tipo de curva, como se aprecia en la tabla 12 para curvas convexas y en
la tabla 13 para curvas cóncavas.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 1199
Tabla 12 - Longitud de curva vertical convexa mínima por velocidad de diseño
Tabla 13 - Longitud de curva vertical cóncava mínima por velocidad de diseño
Si en el diseño se desea que las curvas verticales cumplan con distancias de
visibilidad de parada y de adelantamiento, en curvas convexas, se pueden utilizar
los criterios de la tabla 14, mientras que en la tabla 15 se encuentran los criterios
para que las curvas cóncavas cumplan con distancia de visibilidad de parada.
Distancia de visibilidad de Parada DVP
Distancia de visibilidad de adelantamiento DVA
DVP < LCV DVP < LCV DVA < LCV DVA > LCV
Tabla 14 - Criterios para distancias de visibilidad en curvas convexas
Fuente: (TAFUR, 2007)
Distancia de visibilidad de Parada DVP
Distancia de visibilidad de adelantamiento DVA
DVP < LCV DVP < LCV DVA < LCV DVA > LCV
NO ES INDISPENSABLE
NO ES INDISPENSABLE
Tabla 15 - Criterios para distancias de visibilidad en curvas cóncavas
(TAFUR, 2007)
2.2. SEÑALIZACIÓN
La señalización vial consiste en el diseño, la ubicación y la aplicación de los
dispositivos para la regulación de la circulación vehicular, peatonal y de bicicletas,
425
2DVP
K =
A
ADVP
K
4252 −
=1000
2DVA
K =
A
ADVA
K
10002 −
=
A
A
DVPDVP
K
5.31202
+−
=DVP
DVPK
5.3120
2
+
=
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 2200
de manera que se esta se pueda llevar a cabo en forma segura, fluida, ordenada y
cómoda.
Es función de los dispositivos para la regulación del tránsito indicar a los usuarios
las precauciones que debe tener en cuenta, las limitaciones que gobiernan el
tramo de circulación y las informaciones estrictamente necesarias, dadas las
condiciones específicas de la vía. (Ministerio de transporte, 2004)
Por medio de la señalización se indica a los usuarios de las vías la forma correcta y
segura de transitar por ellas, con el propósito de disminuir riesgos y demoras
innecesarias. (Ministerio de transporte, 2004)
El proyecto de señalización debe guardar armonía, estética y comodidad con el
diseño geométrico de las vías para ofrecer un recorrido fácil y agradable exento de
sorpresas y desorientaciones. (Ministerio de transporte, 2004)
2.2.1. HORIZONTAL
La señalización horizontal es aquella que se encuentra directamente sobre la
superficie de rodadura, o de estructuras adyacentes como bordillos, andenes y
otros dispositivos de circulación.
Las demarcaciones cumplen funciones como regular y reglamentar la circulación
de vehículos, además de complementar dispositivos de señalización vertical, como
por ejemplo, los semáforos. Como es de esperarse, esas demarcaciones también
deben cumplir normas de tamaño, configuración, colores, símbolos, diseño, y
materiales, entre otros, cuyas especificaciones se encuentran en el manual de
señalización.
Este tipo de señalización se clasifica por marcas longitudinales, transversales, de
bordillo y sardineles y de objetos.
Entre las marcas longitudinales se encuentran las líneas centrales, de borde de
pavimento, de carril y de separación de rampas de entrada o de salida;
demarcaciones de zonas de adelantamiento prohibido, de bermas pavimentadas,
de canalización, de transiciones en el ancho del pavimento, de aproximación a
obstrucciones y a pasos a nivel, de líneas de estacionamiento, de uso de carril, de
carriles exclusivos para buses, de paraderos de buses, de carriles de contraflujo y
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 2211
de flechas. Las marcas transversales comprenden demarcación de ceda el paso,
pasos peatonales, líneas antibloqueo, líneas de pare y letreros y símbolos.
Las zonas de adelantamiento en una carretera se pueden identificar gracias a las
demarcaciones de las líneas centrales, tal y como se muestra en la figura 3.
Figura 3 - Líneas centrales en carretera
Fuente: (Fondo de Prevención Vial)
2.2.2. VERTICAL
Este tipo de señalización consiste en placas fijadas en postes o estructuras
instaladas sobre la vía o adyacentes a ella, que mediante leyendas y un código de
símbolos, definido y reconocido a nivel mundial, cumplen la función de prevenir a
los usuarios sobre la existencia de peligros y su naturaleza, reglamentar las
prohibiciones o restricciones respecto del uso de las vías, así como brindar la
información necesaria para guiar a los usuarios de las mismas. Dependiendo de su
funcionalidad las señales verticales se han clasificado en tres grupos diferentes:
señales preventivas, señales reglamentarias y señales informativas.
Las señales verticales deben cumplir siempre con requisitos de estado de
conservación, entre los cuales se incluyen que las señales cumplan con todas las
especificaciones de tamaño descritas en el manual de señalización, al igual que las
letras, números y palabras utilizadas; adicionalmente se debe garantizar la
visibilidad de las señales, por lo cual siempre se deben retirar los obstáculos y las
señales deben ser elaboradas con material retrorreflectante Tipo I o superior que
cumplan con la norma NTC 4739 y con el Sistema Colorimétrico Standard; y por
último, deben cumplir con las reglamentaciones de ubicación.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 2222
La ubicación lateral de las señales en carretera, debe realizarse al lado derecho de
la vía y deben ser perpendiculares a la proyección de la visión del conductor figura
4, para que el usuario tenga una visualización optima. La distancia de la señal
hasta el borde del pavimento debe ser estar entre 1,80 y 3,60 metros, tal y como
se ve en la figura 5, y su altura no debe ser menor de 1,80 metros medidos desde
l extremo inferior del tablero, hasta la superficie de la rodadura.
Figura 4 - Ubicación señales verticales en carretera
Fuente: (Guzman, 2005)
Figura 5 - Ubicación lateral señales verticales en carretera
Cuando la longitud es muy corta para ubicar dos señales verticales
imprescindibles, es posible ubicarlas en el mismo poste; en dado caso, la distancia
mínima dependerá de la velocidad de operación, (véase tabla 16).
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 2233
Tabla 16 - Distancia mínima para colocación de señales dobles
Los tableros de las señales verticales deben tener dimensiones específicas
dependiendo del tipo de infraestructura sobre el cual se instale. Las dimensiones
se pueden ver en la tabla 17.
Tabla 17 - Dimensiones de señales verticales
2.2.2.1. Señales Preventivas
La finalidad de las señales preventivas es advertir al usuario de la vía, de la
existencia y naturaleza de las condiciones de riesgo en la vía, ya sean
permanentes o temporales.
Las señales preventivas tienen forma de cuadrado, pero girado 45°, de manera
que parece un rombo, pero todos sus lados son de la misma longitud. Las esquinas
son redondeadas, su fondo es generalmente amarillo y la orla es negra; los colores
deben cumplir con la norma NTC-4739.
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MARTHA C. CÁCERES 2244
Las señales de flecha direccional (SP-40) y el de paso a nivel (SP-54), tienen
forma diferente; y las señales preventivas de obra tienen color de fondo naranja.
Estas señales pueden ser ubicadas a distancias entre 60 y 80 metros una de la
otra, en el caso de vías urbanas arterias o de jerarquía inferior; por su parte, para
vías Urbanas principales o vías rurales, las señales deben ubicarse de acuerdo con
la velocidad de operación del sector, como se muestra en la tabla 18.
Tabla 18 - Distancias para colocación de señales
Nota: Para velocidades intermedias, se interpolan las distancias correspondientes.
Las señales preventivas con su significado y su referencia se pueden ver a
continuación en la tabla 19.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 2255
Tabla 19 - Señales preventivas
Fuente: (Fondo de Prevención Vial)
2.2.2.2. Señales Reglamentarias
El objetivo de las señales reglamentarias es indicar a los usuarios de la vía las
limitaciones, prohibiciones y restricciones sobre el uso de esta.
Las señales reglamentarias son generalmente circulares, los colores de estas pueden
ser rojo y blanco (señales de pare, ceda el paso y no pase), negro y blanco (señales
direccionales) o, como son la mayoría de estas, orla roja, letras e imágenes negras y
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MARTHA C. CÁCERES 2266
fondo blanco. Las señales que tienen una franja roja en diagonal, a 45°, simbolizan
que la acción que se muestra está prohibida. En caso que sea necesario adosar una
placa informativa, esta debe ser de fondo blanco, orlas, textos, números e imágenes
negros.
Este tipo de señales siempre debe ubicarse desde donde comienza a aplicarse la
reglamentación o prohibición.
Las señales reglamentarias con su significado y su referencia se pueden ver a
continuación en la tabla 20.
Tabla 20 - Señales reglamentarias
Fuente: (Fondo de Prevención Vial)
2.2.2.3. Señales Informativas
Las señales informativas guían al usuario de la vía suministrando información
necesaria para la identificación de localidades, destinos, direcciones, sitios de
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 2277
interés turístico, geográficos, intersecciones, cruces, distancias por recorrer y
prestación de servicios, entre otras.
Entre las señales informativas hay una gran diversidad de fines, por lo cual han
sido clasificadas así:
� De identificación: Son usadas para identificar las carreteras, según la
nomenclatura vigente. Dentro de esta clasificación se incluyen las señales SI-
01, SI-02 y SI-03.
� Postes de referencia: Indican el abscisado o sitio de referencia de la vía, a partir
de un punto determinado. Corresponde a la señal SI-04.
� De destino: Indican al usuario de la vía el nombre, la dirección y la distancia de
ubicación de las poblaciones que se encuentran en la ruta. En esta clasificación
se incluyen las señales SI-05, SI-05 A, SI-05 B, SI-05 C y SI-06.
� De Información en ruta: Indican la nomenclatura de las vías urbanas, mensajes
educativos y de seguridad y sitios de interés geográfico para los usuarios de las
vías. En este grupo se clasifican las señales SI-26, SI-27 y SI-28.
� De Información general: Identifican lugares de interés general para los usuarios
de las vías. Corresponden a las señales SI-07, SI-08, SI-09, SI-11, SI-13, SI-
14, SI-24, SI-25, SI-29 y SI-30.
� De servicios: Indican los lugares en donde se prestan servicios personales o a
los automotores. Corresponden a las señales SI-10 y SI-15 hasta SI-23.
� De información turística: Transmiten información referente a atractivos
(naturales y culturales) y facilidades turísticas. En este grupo se incluyen las
señales SI-12 y SI-31 hasta SI-50
Los aspectos de forma y color dependen de la clasificación de la señal, por lo que,
para mayor comprensión de estas, se pueden ver todas en la tabla 21.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 2288
Tabla 21 - Señales informativas
Fuente: (Fondo de Prevención Vial)
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MARTHA C. CÁCERES 2299
3. METODOLOGÍAS UTILIZADAS PARA LA RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN Y EL PROCESAMIENTO DE ESTOS.
3.1. VELOCIDAD
Las mediciones de velocidades a flujo libre se llevaron a cabo con base en las
metodologías explicadas en diferentes manuales nacionales (SECRETARÍA DE
TRÁNSITO Y TRANSPORTE. CAL Y MAYOR Y ASOCIADOS., 1998)
Las observaciones de velocidad se realizaron sobre vehículos circulantes a flujo
libre y se registraron valores de la velocidad puntual de estos vehículos por medio
de la utilización de un radar de velocidades, propiedad de la Concesión Sabana de
Occidente S.A.
El radar utilizado es un radar tipo pistola portátil que necesita estar conectado a la
fuente de 12 voltios, como la de cualquier vehículo. La referencia es Kustom HR-
12.
Figura 6 - Radar de velocidades utilizado
(KUSTOM SIGNALS, INC., 2008)
Se realizaron mediciones sobre las velocidades puntuales de vehículos a flujo libre
en el punto medio, o en el punto más cercano posible al punto medio de la curva
horizontal. Cabe aclarar que por las limitaciones del equipo, el cual debía estar
conectado a un vehículo en todo momento, no siempre la ubicación de este podía
ser la mejor, pues si la curva no tenía el espacio suficiente al lado, ya sea en
forma de berma, cuneta o incluso un terreno contiguo, el vehículo del radar podía
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 3300
interferir con la sensación de confianza de los conductores en la vía y llevarlos a
tomar precauciones disminuyendo su velocidad; por esto, aunque el radar no se
encontrara en la mitad de la curva, siempre se tomaron las medidas con el radar
apuntando al punto medio de la misma, y de manera tal que el ángulo entre en
sentido de circulación del vehículo, y el radar fuera el menor posible.
Es importante destacar que en la toma de datos solo se realizaron anotaciones
sobre vehículos que cumplían con las siguientes características: debían ser
vehículos livianos, que viajan sin ser condicionados por algún problema con su
auto o por ningún otro vehículo, lo que significa que vehículos que hicieran parte
de una caravana o estuviesen detrás de vehículos pesados no fueron tenidos en
cuenta, en las mediciones; adicionalmente los vehículos que bajaron su velocidad
por haber detectado el radar, tampoco fueron tenidos en cuenta, puesto que no se
considera que circulen a flujo libre.
Las observaciones siempre se realizaron bajo condiciones climáticas ideales, es
decir, sin lluvia, con pavimento seco y con condiciones de visibilidad ideales, entre
8:30 de la mañana, y 5:00 de la tarde.
Para contar con una confiabilidad del 95.5% se debían registrar al menos 64
valores de velocidad, lo cual fue superado en todos los casos.
Estos procedimientos se llevaron a cabo en la ruta nacional 50, entre K38+000 y
K47+000, según el abcisado de la concesión Sabana de Occidente y el de los
planos de construcción, en donde se encontraron 26 curvas horizontales (curvas 5
a 30, según planos de construcción), y 12 curvas verticales en el mismo tramo.
Los datos obtenidos fueron procesados en Excel, donde se organizaron por curva y
siempre fueron debidamente identificados, con ubicación, fecha, hora de comienzo
y de finalización y día. Aquí se presenta un caso tipo para mostrar cómo se realizo
el análisis por curva:
Tabla 22 - Formato de identificación para toma y procesamiento de datos
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 3311
Los datos se discriminaban por sentido de la vía medido, es decir, El Vino – La
Vega o La Vega – El Vino, y posteriormente con las mediciones obtenidas por
curva se realizaron conteos en intervalos de amplitud igual a 5KPH, y se registró
en una tabla como la siguiente:
Tabla 23 – Agrupación de velocidades por clase y porcentajes por clase
Con base en la tabla 23 se construyó un histograma de velocidades puntuales,
como el mostrado en la grafica 1.
Grafica 1 - Histograma de velocidades puntuales
0
5
10
15
20
25
42,5 47,5 52,5 57,5 62,5 67,5 72,5 77,5
HISTOGRAMA VELOCIDADES PUNTUALESCurva 15: El Vino - La Vega
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 3322
Y posteriormente se realizo una grafica de la distribución acumulativa de las
velocidades puntuales medidas:
Grafica 2 - Distribución acumulativa de velocidades puntuales
Por último, con base en los datos registrados se utiliza la función Percentile en
Excel para encontrar el percentil 851 de la distribución, el cual corresponde a la
velocidad de operación de la curva en estudio, en este caso la curva 15.
3.2. DISTANCIAS DE ADELANTAMIENTO
La verificación de distancias de adelantamiento se debió realizar sobre los planos
planta-perfil de la vía, debido a la facilidad del procedimiento, ya que para la
realización del mismo en campo se requería el cerramiento de la vía por parte de
la policía de carreteras y la colaboración de varias personas.
Para llevar a cabo esta verificación fue necesario realizar el dibujo de la calzada en
los planos, al igual que demarcaciones laterales que mostraran el ancho de la
1 Ver definición de velocidad de operación, y revisar Manual de Diseño Geométrico de Carreteras, INVIAS 1998.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
40 45 50 55 60 65 70 75 80 85
Porc
enta
je a
cum
ula
do
Velocidad [KPH]
DISTRIBUCIÓN ACUMULATIVA DE VELOCIDADES PUNTUALES Curva 15: El Vino - La Vega
Percentil 85
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 3333
berma, la cuneta y el talud, en ambos lados. Adicionalmente se realizaron
plantillas para la distancia de visibilidad de adelantamiento, la cual es de 250
metros, y para la distancia de visibilidad de parada, la cual varía por curva de
acuerdo con la ecuación que la define en términos de la velocidad de operación de
la curva2.
Por su parte, las plantillas de distancia de visibilidad de parada eran diferentes
para cada una de las curvas, puesto que esta depende de la velocidad de
operación y de la pendiente longitudinal de la vía.
Con las plantillas fue posible evaluar todo el tramo y determinar las zonas de
adelantamiento permitido; sin embargo, en todos los casos se recurrió a fotos para
confirmar que bajo las condiciones actuales de la carretera era posible permitir
adelantamiento.
3.3. INVENTARIO VIAL
Para la realización del inventario vial es necesario definir qué clase de elementos
se desean analizar, en este caso era necesario conocer el estado de la señalización
vertical y horizontal para realizar el diagnostico sobre estos puntos que se
requerían tener en cuenta para proponer mejoras en caso de necesitarlas.
El inventario se realizó utilizando el odómetro de un automóvil, para identificar la
ubicación de los elementos a referenciar, como las señales verticales y los tipos de
línea de demarcación.
Aunque se realizó un inventario propio del tramo en estudio, la concesión posee
uno propio que proporcionó para este estudio, y aunque son bastante similares, se
decidió trabajar con el proporcionado por la concesión puesto que se presume que
tiene abscisas más precisas.
2 Se aplico la metodología vigente, ver (INVIAS. MINISTERIO DE TRANPORTE., 1998)
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 3344
4. DIAGNOSTICO BASADO EN DATOS DEL DISEÑO GEOMÉTRICO INICIAL Y EN MEDICIONES REALIZADAS EN CAMPO DE LA RUTA NACIONAL 50 EN EL TRAMO COMPRENDIDO ENTRE EL K 38+000 Y K 47+600, ALTO DEL VINO HASTA LA ENTRADA A SAN FRANCISCO DEL DEPARTAMENTO DE CUNDINAMARCA
Para llevar a cabo el planteamiento metodológico de mejoramiento, fue necesario
realizar un trabajo de este tipo en un tramo determinado, para desarrollar las
diferentes fases y realizar una retroalimentación de una experiencia particular.
El tramo escogido para el desarrollo del estudio está ubicado en el departamento
de Cundinamarca y hace parte de la red de carreteras nacionales, específicamente
de la Ruta Nacional 50, conocida también como la vía Bogotá - Medellín; entre los
kilómetros K38+000 y K47+600, medido desde la salida de Bogotá.
El tramo tiene una longitud de 9 kilómetros, hace parte de la vía concesionada a
cargo de la Concesión Sabana de Occidente S.A., y es el sector más crítico entre
los municipios de El Alto Del Vino y La Vega.
En la figura 7 se puede apreciar la ubicación exacta del tramo estudiado dentro del
departamento de Cundinamarca, y también se puede ver un acercamiento con el
uso de la imagen satelital de Google earth a la vía, en la cual se identifica el tramo
con una línea roja punteada.
Para quienes transiten la vía, el tramo es fácilmente identificable, comienza
después de que se acaba el carril de ascenso (justo después de la virgen), y
termina en la entrada al municipio de San Francisco, transitando en sentido Bogotá
Medellín.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 3355
Figura 7 - Mapa de localización: tramo en estudio
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 3366
Para realizar una evaluación de señalización y demarcación en una vía, es
necesario realizar un diagnostico de esta, de tal manera que puedan medirse de
manera cualitativa y cuantitativa los factores que potencialmente puedan
ocasionar riesgo de accidentes; esto se logra haciendo un análisis de la carretera y
determinando las deficiencias en diseño geométrico existente, al igual que las
deficiencias en cuanto a los elementos asociados con la seguridad vial.
Para realizar el diagnostico del diseño de una vía es necesario recurrir a los planos
de la misma, y visitas a campo, de manera que con base en datos de velocidad de
diseño se evalúen los diferentes elementos de trazado, como los radios de las
curvas, los peraltes, el ancho por carril y la pendiente de la misma, entre otras.
En cuanto a la evaluación de las condiciones actuales de operación se deben
realizar recopilaciones de datos en campo, tales como inventarios de los elementos
de señalización vertical y horizontal y de seguridad vial, tales como barreras o
muros; y estudios de velocidad en curvas y distancias de parada y visibilidad.
En el tramo en estudio hay un total de 26 curvas horizontales, cuyos parámetros
fueron recuperados de los planos de construcción y se muestran en la siguiente
tabla:
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 3377
Tabla 24 - Inventario de curvas, realizado con base en los planos de diseño geométrico hechos por Ingetec S.A en 1982, de la ruta nacional 50.
En la revisión de los diferentes elementos del alineamiento horizontal se calcularon
las velocidades específicas y la distancia de visibilidad de parada por curva; y a
partir de los datos obtenidos en campo, y como se explico anteriormente, se
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 3388
calculo la velocidad de operación en cada curva horizontal. Los resultados se
resumen en la tabla a continuación.
Tabla 25 - Velocidad específica, y DVP por curva, deducido a partir de los planos de diseño, y velocidad de operación hallada con base en mediciones de campo.
Similarmente se verificaron las entretangencias a lo largo de la vía, cuyos
resultados se encuentran en la tabla 26, donde se evidencia que el 68% de las
entretangencias no permiten la distancia de visibilidad de adelantamiento, cuando
los vehículos circulan a la velocidad de diseño.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 3399
También se realizaron verificaciones
de las zonas de adelantamiento
actuales, las cuales se han
identificado por medio de los
inventarios realizados en la vía, tanto
propios, como de la Concesión
Sabana de Occidente S.A. y con base
en las mediciones sobre planos de
distancias de visibilidad de parada y
de adelantamiento.
De acuerdo con las verificaciones, se
puede mencionar la señalización
horizontal en la vía, en donde se
encuentran zonas de adelantamiento
permitido donde no se cumple con
distancia de visibilidad de
adelantamiento mínima a la velocidad
de diseño de 50KPH, la cual es mucho
menor que la de operación en esas
zonas; adicionalmente las curvas no
cumplen con distancia de visibilidad
de parada mínima, lo cual genera
riesgos mucho mayores.
Tabla 26 - Entretangencias y variación en velocidad específica de curvas sucesivas
Con base en la tabla 26, se realiza la grafica 3, en donde se puede apreciar
claramente los diferentes aspectos a analizar de la misma.
Teniendo en cuenta que la velocidad de diseño de la vía es de 50 KPH, entonces se
toman distancias de entretangencias de 5 segundos de recorrido entre curvas, por
lo que la entretangencia mínima es igual a 69.45 metros, la cual se referencia en
la grafica en morado, y la DVA a velocidad de diseño es de 250 metros, en fucsia.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 4400
Grafica 3 - Entretangencias en terreno
En el eje x se encuentran las abscisas del punto medio de las entretangencias; las
entretangencias se muestran en barras verdes.
Observando la grafica es fácil notar que todas las entretangencias son mayores a
la entretangencia mínima, también se ve que tan solo 8 de las 25 entretangencias
en el tramo son mayores a 250 metros, es decir, el 32% de las entretangencias se
encuentran en un rango adecuado para que se pueda presentar adelantamiento,
siempre y cuando también se cumpla con los requerimientos adicionales del
alineamiento vertical.
0
100
200
300
400
500
600
700
38
56
2
38
95
8
39
32
6
39
64
0
39
99
4
40
32
1
40
55
6
40
84
5
41
24
2
41
48
2
41
83
8
42
40
6
42
94
0
43
18
4
43
55
4
44
06
0
44
33
7
44
55
2
44
78
5
45
07
4
45
45
7
45
82
4
46
03
7
46
24
8
46
52
6
Longitud [m]
Abscisas [m]
Entretangencia real Entretangencia Mínima DVA a 50KPH
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 4411
Así mismo se identifico una zona en particular donde el radio de la curva es
pequeño y el sobreancho es demasiado grande, que se permiten adelantamientos
en la curva sin salirse del carril, como se aprecia en la figura 8.
Figura 8 - Fotografías: adelantamiento en curva con sobreancho demasiado grande
Por su parte, los elementos de señalización vertical no se consideran suficientes, y
en muchos casos se encuentran en mal estado y ocultos por obstáculos, como se
puede observar en la figura 9, lo que dificulta a los conductores la circulación
segura por la vía, pues no en todos los casos existen las advertencias necesarias
para los usuarios. Las señales verticales tampoco cumplen con las especificaciones
necesarias en este tipo de vía, en cuanto a tipo de retroreflectívo, y muchas curvas
donde se evidencia la necesidad de delineadores de curva, no se encuentran.
Figura 9 - Fotografías: señal horizontal obstaculizada
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 4422
En cuanto al alineamiento vertical se encontraron 12 curvas, cuyos elementos y
cálculos para verificar si las longitudes de las curvas cumplían con distancias de
visibilidad de parada y de adelantamiento se muestran en la tabla 27.
Se encontró que el 70% de curvas verticales cumplen con la distancias de
visibilidad de parada, excepto una, al igual que la distancia de visibilidad de
adelantamiento, sin embargo estas curvas se encuentran en zonas donde no es
posible permitir el adelantamiento por otros parámetros en el alineamiento
horizontal.
En la verificación del parámetro K en las curvas verticales, se encontró que la
diferencia de pendientes “A” en algunos casos con valor absoluto menor o igual a
2.0, y por esto el parámetro K obtenido es negativo bajo las dos condiciones, por
tanto, en esos sectores, no requería curva vertical, sin embargo en el diseño se
adopto una longitud de curva mayor a la mínima, la cual es de 80 metros, y
cumple con el manual de diseño de carreteras.
En general, las curvas verticales tienen longitudes mayores a las mínimas
establecidas por el manual, lo cual genera comodidad y seguridad para los
usuarios de la vía.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES
4433
Tab
la 27 - Inve
ntario y verificac
iones
en curvas
vertica
les
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 4444
Con la finalidad de realizar un análisis a la información calculada y obtenida en los
planos, se plantean los siguientes escenarios:
Escenario 1:
Análisis de velocidad específica, de operación y de diseño
Grafica 4 - Velocidades específica, de operación y de diseño por curva
La grafica 4 muestra la velocidad específica de las curvas estudiadas, las cuales se
representan por las barras; la línea morada muestra la velocidad de diseño de la
vía, la cual es de 50KPH, y la línea verde muestra la velocidad a la cual están
operando los vehículos al transitar por dichas curvas. Las velocidades se
encuentran en kilómetros por hora, y en el eje x se encuentran las abscisas del
punto medio de cada curva.
Es adecuado precisar que 3 de las 26 curvas tienen una velocidad especifica por
debajo de la velocidad de diseño de la vía, entre un 4 y 6 %, lo cual sugiere que se
debió a características del terreno y como los radios son ligeramente menores a 80
metros, no significan un problema de mayores dimensiones, toda vez que esta
deficiencia ha sido atendida con la implementación de sobreancho.
0
20
40
60
80
100
120
38
29
7
38
77
6
39
13
4
39
50
8
39
81
9
40
15
0
40
44
2
40
69
4
41
07
4
41
31
4
41
65
5
42
04
0
42
80
1
43
06
2
43
28
4
43
84
2
44
24
2
44
45
8
44
66
6
44
88
9
45
26
5
45
67
3
45
93
0
46
15
4
46
33
6
46
75
6
Velocidad
[KPH
]
Abscisas [m]
Velocidad específica Velocidad de operación Velocidad de diseño
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 4455
Por otra parte, el manual de diseño geométrico contempla una diferencia máxima
de 30 KPH entre la velocidad de diseño y las velocidades específicas, lo que
claramente no se cumple, pues en el 23% de los casos las velocidades específicas
superan los 80KPH, e incluso en 2 de las 26 curvas, las velocidades específicas
doblan la velocidad de diseño.
Para todos los casos, la velocidad de operación de la vía se encuentra por encima
de la velocidad de diseño; adicionalmente, es fácil ver que a pesar que en la vía se
ha definido la velocidad de diseño en 50KPH, esto no se considero restrictivamente
para realizar el alineamiento horizontal, por el contrario, en la vía se presta para
un rango amplio en las velocidades de operación de los vehículos, porque los
radios de las curvas responden a velocidades específicas que van desde 47 hasta
109KPH.
Se presenta un evento particular, pues la velocidad de operación siempre es
mayor para curvas con velocidad específica de 70KPH e inferiores, mientras que en
las curvas de velocidad específica superior a 80KPH la velocidad de operación
siempre es inferior, y existe un fenómeno especial alrededor de los 76KPH, pues la
velocidad de operación y específica coinciden.
Debe prestarse atención a este comportamiento, ya que en las zonas donde los
vehículos deberían ser conservadores porque el alineamiento horizontal presenta
restricciones con radios menores a 120 metros, los conductores conducen a
velocidades mucho mayores, las cuales son definitivamente inseguras e incomodas
para la circulación por estos tramos, y en cambio, en las zonas que podrían
circular a velocidades mayores, son conservadores.
Una posible explicación para este tipo de comportamiento se podría adjudicar a la
heterogeneidad de las velocidades específicas en la vía, sin embargo, se evidencia
la necesidad de tomar precauciones en las zonas de velocidad específica menor a
70KPH, puesto que de acuerdo a esta grafica son las zonas con mayor riesgo de
accidentes.
De la misma manera, en la grafica 5 se evidencia gran diversidad de radios a lo
largo de la misma, donde se encuentran radios muy superiores a 80 metros, que
es el radio correspondiente a la velocidad de diseño.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 4466
La grafica 5 presenta en el eje x las abscisas del punto medio de las curvas, cuyo
radio se representa con las barras en metros, y la velocidad de operación de las
curvas se representa, con la línea verde, en kilómetros por hora.
Grafica 5 - Radio y velocidad de operación por curva
0
50
100
150
200
250
300
350
400
38
29
6,5
45
38
77
5,8
45
39
13
4,4
05
39
50
7,7
75
39
81
8,7
40
40
15
0,2
60
40
44
2,2
10
40
69
3,8
0
41
07
4,4
95
41
31
3,9
45
41
65
5,4
40
42
03
9,8
45
42
80
0,7
45
43
06
1,5
80
43
28
4,2
80
43
84
2,2
25
44
24
1,9
45
44
45
7,9
50
44
66
5,7
50
44
88
8,7
50
45
26
4,6
10
45
67
2,6
30
45
93
0,2
40
46
15
4,0
25
46
33
6,0
20
46
75
5,6
15
Abscisas [m]
Radio Velocidad de operación
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 4477
Escenario 2:
Cambio de velocidad específica en curvas sucesivas
Grafica 6 - Variación de velocidad específica en curvas sucesivas
Las barras muestran la diferencia en la velocidad específica de curvas sucesivas, y
la línea naranja es la variación máxima admisible en velocidad específica entre
curvas consecutivas, según el manual de diseño geométrico de carreteras de 1998.
Se resalta la variabilidad en las velocidades específicas por curva, pues en el 52%
de los casos las diferencias son superiores a 20KPH, que es el valor máximo
permitido en el manual de diseño de carreteras, lo cual es un factor que
incrementa el riesgo de accidentalidad, pues esto implica que los radios entre
curvas sucesivas están diseñados para velocidades que difieren una de la otra
hasta en 55KPH, siendo absolutamente inapropiado y muy peligroso,
especialmente cuando el conductor no es conocedor de la vía y aumenta la
velocidad del vehículo confiadamente, teniendo que disminuirla de manera
abrupta. Este es uno de los casos más representativos para mostrar la necesidad
de un manejo de señalización adecuada.
Vale la pena aclarar que el manual de diseño de carreteras de 1998 contempla una
variación en la velocidad de diseño de 20 KPH siempre y cuando cada velocidad de
00
10
20
30
40
50
60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Cambio velocidad específica en curvas sucesivas
Cambio máximo de velocidad especifica entre curvas sucesivas
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 4488
diseño se conserve por no menos de 2 kilómetros, lo cual evidentemente no ocurre
en esta vía.
Escenario 3:
Velocidad de operación Vs. peralte
Grafica 7 - Relación de peralte izq. - radio y Velocidad de operación - radio
Las graficas 7 y 8 muestran la relación peralte-radio y velocidad de operación-
radio de las 26 curvas horizontales estudiadas, además de esto cada serie de
datos tienen una regresión potencial para ver si el comportamiento es similar al
establecido en el manual de diseño geométrico de carreteras colombiano,
representados por las líneas continuas, de acuerdo con las convenciones de las
graficas.
Por su parte, la relación entre el peralte, tanto izquierdo como derecho, y el radio
se aprecia que, en general, los peraltes de las curvas son inferiores a los que son
sugeridos para las carreteras colombianas, e incluso, las regresiones potenciales
de los datos muestran que la potencia es negativa, no positiva como debería ser;
R² = 0,7777
R² = 0,7459
30
50
70
90
110
130
150
170
190
0%
1%
2%
3%
4%
5%
6%
7%
8%
9%
10%
10 100 1000Peralte izquierdo Peralte-Radio
Velocidad Velocidad-Radio
Potencial (Velocidad) Potencial (Peralte izquierdo)
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 4499
esto significa que el grado de comodidad de los conductores es bajo, aumentando
también el riesgo de accidentes.
En cuanto a la velocidad de operación es posible confirmar lo que se planteo
anteriormente, la velocidad de operación es superior a la velocidad especifica en
las curvas de radios de 200 metros o inferiores, mientras que los vehículos circulan
con una velocidad menor a la especifica cuando transitan por curvas de radios
superiores a 200 metros. Este grafica también nos permite observar que a un
mismo radio de curva se pueden encontrar dos velocidades de operación bastante
diferentes, lo que sugiere que la velocidad de operación de una curva se ve
condicionado por las curvas antecesoras y predecesoras, y el efecto se evidencia
de mayor manera cuando las entretangencias son de corta longitud.
Con base en los análisis anteriores es posible afirmar que la vía no proporciona la
comodidad adecuada, principalmente en las curvas de radios inferiores a 200
metros, en donde se presentan velocidades de operación superiores a las
específicas, sumadas a peraltes inferiores a los recomendados, propiciando así un
deslizamiento lateral del vehículo al transitar por dichas curvas, producido por la
aceleración centrípeta, lo cual puede ser especialmente peligroso con el pavimento
húmedo.
Grafica 8 - Relación de peralte der. - radio y Velocidad de operación - radio
R² = 0,7095
R² = 0,7777
30
50
70
90
110
130
150
170
190
0%
1%
2%
3%
4%
5%
6%
7%
8%
9%
10%
10 100 1000Peralte derecho Peralte-Radio
Velocidad-Radio Velocidad
Potencial (Peralte derecho) Potencial (Velocidad)
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 5500
Una vista global de la situación muestra el panorama de una vía con velocidad de
diseño de 50KPH y velocidades específicas en curva que no concuerdan con esta,
es más, en algunos casos se encuentran curvas de radios muy superiores a 80
metros (correspondiente a 50KPH), y aun peor, las velocidades especificas entre
curvas sucesivas difieren hasta en 55KPH, induciendo un alto grado de
heterogeneidad a la vía; si también se tiene en cuenta el hecho de que la vía no
tiene los peraltes recomendados, sino menores, y se sabe que en toda curva de
radio inferior a 200 metros los vehículos circulan a velocidades mayores a las
específicas, es claro que este tramo de vía requiere intervención para mejorar el
tránsito por la misma, y si bien no es posible hablar del mejoramiento inmediato
de la vía, sí es posible advertir a los usuarios de las condiciones de esta, de
manera que disminuyan sustancialmente los riesgos de accidentalidad, que son
propios a esta.
Evaluación de escenarios
Por otra parte, y de acuerdo con el análisis de los escenarios 1 y 2, se ha
considerado pertinente plantear un parámetro que muestre la conveniencia o
inconveniencia de permitir el adelantamiento en zonas que cumplan con los
requerimientos de longitudes de visibilidad, puesto que como se ha podido
observar, existen otros elementos que pueden incluirse en el análisis, tales como
las velocidades de operación y especifica, aportando seguridad y minimizando los
riesgos de accidentes.
Encontrando el cociente entre la velocidad específica y la velocidad de operación,
es posible saber que tan rápido circulan los vehículos, en proporción a la velocidad
especifica. Para este trabajo se considera admisible una velocidad de operación
superior a la velocidad específica hasta en 15%, y menor hasta en 30%, lo que
significa que el cociente debe encontrarse en un rango desde 1.43, hasta 0.87.
Restando dicho cociente entre curvas sucesivas se obtiene un parámetro que
muestra la variación de este en las zonas potenciales para permitir
adelantamiento, como se quiere que no se presente adelantamiento en una zona
con alto grado de heterogeneidad, se espera que la diferencia en el cociente de
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 5511
velocidades no sea superior a 0.3, y que adicionalmente la diferencia entre
velocidad especifica en las curvas sucesivas de la zona en estudio no sea mayor a
20KPH.
Bajo estas condiciones se postula el parámetro para zonas de adelantamiento
asociado a velocidad especifica y de operación (ZA) como variable muda, de
manera que sea 1 si se presentan las siguientes tres condiciones, y 0 de lo
contrario:
1. El cambio de velocidad específica en las curvas consecutivas que delimitan
la zona propuesta para adelantamiento NO debe ser superior a 20KPH.
2. Los cocientes de velocidad de las curvas que delimitan la zona deben
encontrarse en el rango admisible, es decir, 0.87 ≤ 0;<=;>.?.>3 0@=;A3>.ó/C ≤ 1.43.
3. La diferencia, en valor absoluto, entre los cocientes de velocidad de curvas
sucesivas debe ser menor a 0.3.
Se plantea el uso de este parámetro ZA en las zonas que cumplan con los
requisitos expuestos en las normativas vigentes, en este caso el Manual de diseño
geométrico de carreteras de 1998, de manera que siempre y cuando se presenten
las distancias mínimas de visibilidad.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 5522
5. PROPUESTA DE SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL
Con base en los escenarios estudiados en el capítulo 4, se realiza una propuesta de
demarcación, la cual responde al análisis de distancias de visibilidad de parada y
adelantamiento a lo largo del tramo seleccionado, a velocidad de diseño de 50KPH,
por lo cual el usuario que supere los límites de velocidad establecidos en la vía
debe tener en cuenta que los adelantamientos los hace a riesgo propio, pues esta
propuesta se ajusta a condiciones ideales de uso de la vía.
En la tabla 28 se presenta la propuesta basada en la normativa actual, en donde
se contemplan 8 zonas de adelantamiento para los dos sentidos de circulación, lo
que en total abarca 2647 metros de longitud, es decir, un 29.41% de la vía da la
oportunidad al usuario de realizar adelantamientos. Para el análisis de zonas de
permitido adelantar se dividió en los primeros 5km y los 4km restantes obteniendo
un 33.4 y un 25.7% de longitud donde es permitido el adelantamiento, lo cual
cumple con la longitud mínima, la cual es de 20% para una velocidad de 50KPH.
Adicionalmente al análisis regular planteado en el Manual de Diseño Geométrico de
Carreteras (1998), se opto por utilizar el parámetro para estudio de zonas de
adelantamiento (ZA) propuesto anteriormente.
La tabla 29 presenta la propuesta de señalización con utilización del parámetro
presentado, la cual es mucho mas conservadora al tener en cuenta la
característica geométrica de la vía y las condiciones actuales de operación, donde
las zonas de adelantamiento permitido se reducen a 2, con un 5.74 y 7.50% de
zonas de adelantamiento, con lo cual no se cumpliría con el porcentaje mínimo
expresado en la norma.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 5533
Tabla 28 - Propuesta de señalización horizontal.
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MARTHA C. CÁCERES 5544
Tabla 29 - Propuesta de señalización horizontal con el uso del parámetro ZA
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MARTHA C. CÁCERES 5555
6. PLANTEAMIENTO METODOLÓGICO PARA LA REVISIÓN, IDENTIFICACIÓN Y SOLUCIÓN DE LA DEMARCACIÓN DE ZONAS CON DEFICIENCIAS EN
OPERACIÓN Y SEGURIDAD ASOCIADAS AL DISEÑO.
En primer lugar se debe definir la vía o tramo que se desea estudiar, y una vez
esta definido el tramo y las razones por las cuales se desea realizar el estudio, se
debe proseguir a la fase de recolección de información, para la cual se debe
recurrir a dos fuentes, los planos planta-perfil de la vía, ya sean de diseño o por
levantamiento topográfico, y directamente al terreno.
En los plano de la vía se encuentran datos de los diferentes elementos de la
misma, los cuales deben ser organizados en una tabla que resuma los principales
elementos de las curvas horizontales, y verticales.
El trabajo en campo se divide en dos, en primer lugar se debe realizar un
inventario vial en donde se encuentren elementos de señalización vertical y líneas
de demarcación; y por otra parte deben hacerse observaciones de las velocidades
a flujo libre de los vehículos livianos por curva. La metodología para realizar estas
mediciones se explicó anteriormente.
Una vez se completa la fase de recolección de datos, estos deben procesarse de la
manera correspondiente, esta fase se llamara, fase de procesamiento de
información. Las velocidades registradas deben procesarse, como se explicó en la
metodología, para encontrar la velocidad de operación de cada curva, además
debe encontrarse las velocidades específicas por curva, de acuerdo con la ecuación
de radio en función de la velocidad. También se deben realizar mediciones sobre
los planos en planta para determinar las zonas donde hay distancias de visibilidad
de parada y de adelantamiento, y así mismo definir las zonas tentativas de
adelantamiento permitido, por sentido; y en el plano de perfil se debe verificar que
si existen curvas verticales en las zonas anteriormente definidas, estas cumplan
también con distancias de visibilidad de parada, si es curva cóncava, y de
adelantamiento y de parada, si es una curva convexa. En cuanto a las curvas
verticales, se toma la tabla de resumen de parámetros realizada con base en los
planos, y se realiza la verificación de las mismas, reproduciendo los cálculos
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 5566
necesarios para encontrar las longitudes mínimas para cumplir con distancias de
visibilidad de parada y de adelantamiento.
Para la fase de evaluación y diagnostico se recurre a los datos procesados y se
realizan las verificaciones adecuadas según los datos.
Por su parte, con base en las zonas de adelantamiento permitido que se
definieron, y con el inventario realizado, es posible diagnosticar el estado de la
señalización horizontal del tramo en estudio, y determinar si hay zonas donde se
permite adelantar, las cuales no cumplen con los criterios. Además se debe
determinar qué porcentaje de la vía permite adelantamiento, para verificar si
cumple con la normatividad vigente.
Teniendo los valores de velocidad de operación y específica, y conjuntamente con
las tablas de los elementos de curvas horizontales realizar verificaciones de
velocidades específicas versus velocidad de diseño, velocidades de operación
versus velocidades específicas y velocidad de diseño, variaciones en velocidad
específica de curvas sucesivas, entretangencias, y relaciones peralte-radio y
velocidad-radio.
Para la revisión de curvas verticales se verifica si las curvas cumplen o no con la
longitud mínima, de acuerdo con las normas vigentes.
Por último, en la fase de mejoramiento se deben realizar los correctivos necesarios
y más adecuados en relación a los puntos que se encontraron con falencias. Pero si
bien se encuentran problemas de diseño, a lo cual no se puede proponer un nuevo
diseño, en la mayoría de los casos, se debe realizar una intervención a nivel de
señalización, realizando la correcta demarcación vial, e instalando las señales
verticales necesarias para prevenir e informar al usuario de la vía de las
condiciones de la misma y reglamentar su tránsito por esta. Los criterios para
realizar la señalización vertical deben responder a la configuración de cada vía en
particular, por lo cual no se presenta ningún criterio general.
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES
5577
Pro
pues
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iseñ
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rico
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e se
ñal
izac
ión
Propuesta de correctivos y mejoramientos necesarios en la vía
ICIV 200810 06
MARTHA C. CÁCERES 5588
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7.1. TRAMO EN ESTUDIO
� En el 23% de los casos, las velocidades específicas de las curvas superan a
la velocidad de diseño en más de 30KPH, valor máximo permitido vigente.
� La variación de velocidad específica en curvas consecutivas no debe ser
mayor a 20KPH, que es el límite máximo permitido, y esto no se cumple en
un 52% de curvas.
� Más del 70% de las curvas tienen inclinaciones de peralte inferiores a las
recomendadas para carreteras colombianas.
� Las velocidades de operación son superiores, en todos los casos, a la
velocidad de diseño de la vía.
� Tan solo 2 de las 26 curvas horizontales cumplen con distancia de visibilidad
de parada.
� Todas las curvas horizontales son circulares y no tienen curvas de
transición, lo cual tiene impacto negativo en el grado de comodidad de la
vía.
� Los vehículos transitan por la vía operando de la manera peligrosa; siempre
transitan a velocidades de operación mayores a la específica para
Velocidades específicas inferiores a 75KPH y viceversa para velocidades
mayores a esta.
� Las longitudes de las curvas verticales cumplen con distancia de visibilidad
de parada y adelantamiento, a excepción de 2.
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� Se encontró que se permite el adelantamiento, de acuerdo con la
demarcación existente, en zonas donde no se cumple con las distancias de
visibilidad adelantamiento.
� En el 29.4% de la longitud de la vía se permite la maniobra de
adelantamiento, puesto que cumple con distancia de visibilidad de parada y
de adelantamiento.
� La realización de limpieza en algunos taludes, puede mejorar
significativamente las condiciones de seguridad de la vía, puesto que los
usuarios tendrán distancias de visibilidad mayores.
� Se considera que realizar una demarcación de transición en el ancho de
pavimento en la curva número 9, donde se presenta un sobreancho
demasiado grande, podría tener implicaciones positivas en cuanto a
seguridad.
7.2. GENERALES
� Se concluye que la velocidad de operación de una curva se ve condicionada
por el radio de las curvas antecesoras y predecesoras.
� Se propone la ubicación de tachas de color rojo en las últimas tres líneas
discontinuas antes de terminar la zona de permitido adelantar, en uno o en
ambos sentidos, de manera que se le advierta al usuario de la vía que esta
próxima a terminar la longitud de adelantamiento en su sentido de
circulación.
Figura 10 - Propuesta de señalización para donde terminan las zonas de adelantamiento
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� Los manuales de diseño de carreteras se deberían realizar con proyecciones
más amplias y teniendo en cuenta los avances en el sector automotriz,
puesto que la evolución en este sector es más rápida que la del sector de
infraestructura vial.
� Se propone un planteamiento metodológico para la revisión de demarcación
de vías con especificaciones de diseño anteriores a las vigentes.
� Se plantea la posibilidad de utilizar el parámetro definido como ZA, para el
análisis de tramos que permitan la maniobra de adelantamiento, de acuerdo
con el Manual de diseño geométrico de carreteras de 1998.
� Para futuros estudios se propone realizar una calibración del parámetro ZA,
teniendo en cuenta datos sobre accidentalidad.
� Se deja abierta para investigación la posibilidad de mirar cómo influye la
pendiente en las zonas de adelantamiento, y si debería ser de mayor
longitud las zonas de adelantamiento permitido para el carril de descenso.
� Se propone para próximos estudios la inclusión de elementos del estado del
pavimento y de estabilidad de taludes para la evaluación y el mejoramiento
de la vía.
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8. LIMITACIONES DEL PROYECTO
En este trabajo se plantea una metodología para llevar a cabo la revisión de los
diferentes elementos en una vía diseñada con base en normativas anteriores a las
vigentes, de manera que se puedan identificar las deficiencias de la vía, y se
trabaje en la mejora de dichas falencias; lo cual es aplicable a toda cualquier vía
pavimentada.
También se plantea un parámetro para zonas de adelantamiento asociado a
velocidades de operación y especifica, el cual responde a los estudios realizados
para este trabajo, por lo cual este parámetro no se puede utilizar
generalizadamente en todas las vías, y los criterios, en especias en 2 y 3, deben
ser ajustados para cada vía, y puede ser calibrado con datos de accidentalidad. Por
esto se considera que el parámetro definido en este trabajo se ve limitado al tramo
en estudio, pues para alcanzar criterios generalizables deben realizarse muchos
estudios de este tipo, e incluso algunos que involucren accidentalidad.
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9. COMENTARIOS SOBRE EL DESARROLLO DEL PROYECTO
Para la recolección de datos lo principal era definir qué vía iba a ser analizada, por
lo cual se recurrió a diferentes concesiones en las cuales eran susceptibles a
realizar este estudio debido a que eran vías de primer orden con especificaciones
de diseño anteriores a las vigentes.
Se encontró apoyo e interés por parte de la Concesión Sabana de Occidente S.A.,
la cual había quedado con un nuevo tramo de concesión, por lo cual mostro
empatía con el desarrollo del estudio, ya que ellos lo pueden tomar como elemento
de análisis para implementar mejoras en tramo estudiado y tener parámetros que
ayuden a la operación de la vía.
La concesión también colaboro con este estudio de manera activa, pues ellos
aportaron los inventarios viales que habían realizado de este tramo, al igual que
facilitaron el radar de velocidades siempre que fue necesario, y en todo momento
estuvieron atentos a cualquier inconveniente o ayuda que se necesitara mientras
se tomaban las mediciones de campo.
A pesar de que la concesión siempre estuvo muy interesada en ayudar, ellos no
tenían los planos planta-perfil del nuevo tramo, lo que generaba un gran
impedimento para el desarrollo de este trabajo, por lo cual se debió recurrir a
diferentes fuentes, entre las cuales se encuentra el archivo de INVIAS, donde no
se encontró copia de los planos, pues se encontraban prestados y no se sabía a
quién ni cuando iban a ser devueltos; sin embargo aparecían registrados por
INGETEC S.A., quien aparecía como diseñador de la vía. Por medio del Dr. Camilo
Marulanda, se contacto a INGETEC S.A. donde después de un largo periodo de
búsqueda se logro tener acceso a los planos de construcción de la vía, desde el
Alto del Vino hasta Puente Hila.
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10. BIBLIOGRAFÍA CHOCONTÁ, P. A. (1998). Diseño Geométrico de Vías. Bogotá: Escuela Colombiana de Inneniería.
Fondo de Prevención Vial. (s.f.). Recuperado el 3 de Junio de 2008, de http://www.fonprevial.org.co/
Guzman, A. F. (2005). Estudios de transito en seguridad vial. Diplomado en seguridad vial y prevención de accidentes. Bogotá.
INVIAS. MINISTERIO DE TRANPORTE. (1998). Manual de diseño geométrico. Bogotá.
KUSTOM SIGNALS, INC. (2008). Recuperado el 3 de Junio de 2008, de 5. http://www.kustomsignals.com/product_body2.asp?product_id=34&cat_id=7&strpagename=handheld
Ministerio de transporte. (2004). Manual de Señalización vial. Bogotá.
Saura, J. F., & Crespo, R. (2004). CUADERNO AEPO 5: Metodología de estudios y auditorias de seguridad deinfraestructuras viarias. España.
SECRETARÍA DE TRÁNSITO Y TRANSPORTE. CAL Y MAYOR Y ASOCIADOS. (1998). Manual de planeación y diseño para la administración del tránsito y transporte. Bogotá.
SECRETARÍA DE TRANSITO Y TRANSPORTE.CAL Y MAYOR Y ASOCIADOS. (2004). Manual de Planeación y diseño para la administración del tránsito y el transporte. Bogotá.
TAFUR, F. (2007). Diseño de vías: apuntes de clase. Bogotá.