2545 vias-capitulo-2

Ing. Édgar Jiménez ∙ Universidad de Ibagué

http://doblevia.wordpress.com

Diseño Geométrico de VíasDiseño Geométrico de Vías

Capítulo 2: Carreteras➜ Características

➘ Velocidad➘ Capacidad➘ Seguridad

➜ Clasificación(Día 2)



VelocidadVelocidad

Es el elemento básico para el diseño geométrico y sirve de parámetro de cálculo para los diversos elementos de una carretera. De ella depende el tiempo que se gasta en el transporte de personas o cosas.

El tiempo de viaje hace parte de los costos que son relevantes en el análisis económico de una vía.



VelocidadVelocidad

Inicialmente, la velocidad depende de la capacidad del conductor y de la del vehículo.

© Todos los derechos reservados. Hagen Marien. 2006



VelocidadVelocidad

Pero también depende de:✱ Las características de la carretera y de

la zona aledaña.✱ Las condiciones climáticas.✱ La presencia de otros vehículos en la

vía.✱ Las limitaciones legales.

Para diseñar se debe escoger una velocidad que satisfaga las demandas de servicio de los usuarios en la forma más segura y económica.

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VelocidadVelocidad

Un porcentaje muy pequeño de usuarios viajará a velocidades muy altas y no es económicamente viable satisfacerlas en el diseño, por lo tanto tendrán que viajar a velocidades menores a las que desean.

Tampoco se puede diseñar para condiciones desfavorables (mal clima por ejemplo), pues la carretera sería insegura en condiciones favorables.



VelocidadVelocidad

✱Velocidad de diseño [V]: Es la máxima velocidad segura y cómoda que puede ser mantenida en un tramo determinado de una vía, cuando las condiciones son tan favorables, que las características geométricas de la vía predominan.



VelocidadVelocidad

✱Velocidad de diseño [V]: De acuerdo al Green Book del 2001, es la velocidad seleccionada para determinar el diseño de los distintos elementos geométricos de la vía. Se eliminó el término “seguro”, para evitar interpretaciones respecto a la inseguridad de una velocidad mayor.



Consistencia en el diseñoConsistencia en el diseño

La V se debe tratar de mantener constante en una longitud mínima de 2 km , y entre tramos sucesivos no se deben presentar diferencias en las velocidades de diseño superiores a 20 km/h .

TPDTerreno ≤ 500 500 – 2000 > 2000Escarpado 40 40 Montañoso 50 60 60 – 80Ondulado 60 80 80 – 100Plano 70 100 100 – 120

Velocidad de diseño en función del tipo de terreno y del Tránsito

Promedio Diario esperado al final de la vida útil de la vía, según el

Ministerio de Transporte.

Tomada del Manual de Diseño Geométrico Para Carreteras. INVIAS 1998.



Velocidad de diseñoVelocidad de diseño

La escogencia de V depende también de:✲ Importancia de la carretera✲ Volúmenes de tránsito✲ Configuración topográfica✲ Usos del suelo✲ Servicio a ofrecer✲ Consideraciones ambientales✲ Homogeneidad de la vía✲ Facilidades de acceso✲ Recursos económicos✲ Facilidades de financiamiento

Los valores de velocidad de diseño más utilizados son:40, 50, 60, 70, 80, 100

y 120 km/h



VelocidadVelocidad

✱Velocidad de operación o específica [Ve]: Es la velocidad de un vehículo en un tramo específico de la carretera.

Ve =Distancia del tramo

Tiempo enque el vehículo recorre el tramo



¿Cómo controlar la velocidad?¿Cómo controlar la velocidad?

Con medidas legales




Mediante controles policiales




Con el diseño (Selfenforcement, contextsensitive design)

Carriles angostos. Holanda.

Islas, glorieta y carriles angostos. Dinamarca.

© Todos los derechos reservados. FHWA. 2001. Tomado de Geometric design practices for European roads.



Lectura adicionalLectura adicional

Geometric design practices for european roads. US Department of Transportation. Federal Highway Administration. 2001. Disponible en:

http://international.fhwa.dot.gov/pdfs/geometric_design.pdf



CapacidadCapacidad

Es el máximo número de vehículos que pueden pasar por una sección dada de un carril o de una carretera durante un período dado bajo las condiciones prevalecientes del tránsito y de la carretera.



CapacidadCapacidad

✱ Si el volumen de tránsito (cantidad de vehículos que pasan por una sección en un tiempo dado) en una carretera es menor que su capacidad, los conductores que lo deseen pueden moverse más rápido que los más lentos.

✱ Si el volumen de tránsito supera la capacidad de la vía, se presenta una congestión: todos los vehículos tienen que viajar a igual velocidad, detrás de los más lentos, y hay poca o ninguna posibilidad de adelantar a otros vehículos.



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SeguridadSeguridad

Cada 30 s muere una persona en un accidente vehicular, esto es, 1,2 millones de personas al año. 50 millones más resultan heridas.

El 85% de las víctimas se produce en países subdesarrollados y en desarrollo, los cuales poseen sólo el 40% de los automóviles del mundo.

FUENTE: Global Road Safety Partnership. http://www.grsproadsafety.org/?pageid=329&template=factsfigures

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Prueba de la EuroNCAP a 64 km/h para el Jiangling Landwind.



SeguridadSeguridad

Seguridad = Menos accidentes Las causas de los accidentes son complejas,

pueden derivarse de uno, dos o los tres elementos que intervienen en la operación del transporte:✱ El conductor✱ El vehículo✱ La vía

Aquí puede intervenir el diseñador,teniendo en cuenta su interacción einfluencia en los otros elementos.



SeguridadSeguridad

Rara vez un accidente se produce debido a un solo factor. En USA y UK se tiene (tenía) una distribución causal como la que muestra el diagrama.

Sin embargo, cada causa involucra uno o múltiples factores. Por ejemplo, el usuario puede estar embriagado, cansado, distraído, etc.

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¿Cómo disminuir los accidentes?¿Cómo disminuir los accidentes?

Diseñando la carretera de tal forma que el conductor de un vehículo no deba tomar sino

una decisión cada vez y que nunca se vea sorprendido por situaciones inesperadas en las que deba tomar decisiones sin tener suficiente

tiempo para reaccionar.



Sí, pero ¿Cómo?Sí, pero ¿Cómo?

✱ Evitando tramos que presenten simultáneamente curvatura horizontal y vertical, sobre todo si la curva vertical es convexa y la horizontal relativamente cerrada.

✱ Estableciendo control de accesos total o parcial en vías de zonas rurales y exclusivamente total en vías urbanas.

✱ Manteniendo la velocidad de todos los vehículos en un rango cercano. Cuanto más amplia sea la desviación de la velocidad de un vehículo respecto de la media, mayores son las probabilidades de que tenga un accidente.




✱ Escogiendo adecuadamente el ancho de calzada (y de carril). Una calzada de dos carriles más ancha (6,50 m – 7,30 m ) aumenta la libertad del movimiento, sin embargo, demasiado ancha (> 8,00 m ) incita a los conductores a utilizar la calzada como de tres carriles. En general, carriles de 3,65 m son adecuados para la mayoría de carreteras, pero pueden ser más angostos en vías con volúmenes de tránsito bajos y pocos camiones.




✱ Separando los sentidos de circulación mediante separadores, valga la redundancia. Hay menos accidentes en una vía de cuatro carriles divididos en dos calzadas que en las no divididas. Mejor aún si los separadores son suficientemente anchos (15 m – 20 m ) para evitar choques frontales con vehículos que atraviesen el separador.

✱ Construyendo bermas más anchas se disminuye la posibilidad de accidentes con coches estacionados.




✱ Diseñando curvas “menos cerradas”. Un menor grado de curvatura disminuye el número de accidentes.

✱ Evitando objetos muy cercanos a los costados (alcantarillas, estribos de puentes, postes, señales, árboles). Si los hay deben estar señalados o marcados convenientemente para alertar a los conductores.

✱ Los elementos de control (señales, semáforos y marcas) deben ser uniformes y de alta calidad para que realmente produzcan seguridad y sean útiles y aceptados por el público.



Página RecomendadaPágina Recomendada

Global Road Safety Partnership.

www.grsproadsafety.org



Lectura adicionalLectura adicional

Capítulo 4 (Características de la carretera) del libro Diseño Geométrico de Vías de Pedro Antonio Chocontá.



Clasificación de las carreterasClasificación de las carreteras

Según su competencia, para asignación de presupuestos y responsabilidades de construcción y mantenimiento:✱ Nacionales (A cargo del INVIAS)✱ Departamentales✱ Veredales o vecinales (A cargo del Fondo Nacional

de Caminos Vecinales)✱ Distritales y municipales




Según sus características:✱ Autopistas: Calzadas separadas, cada una con dos

o más carriles, con control total de accesos.✱ Carreteras Multicarriles: Carreteras, divididas o no,

con dos o más carriles por sentido, con control parcial de accesos.

✱ Carreteras de Dos Carriles: Una sola calzada de dos carriles, uno por cada sentido de circulación, con intersecciones a nivel y acceso desde sus márgenes.




Según el tipo de terreno:✱ Plano, Ondulado, Montañoso, Escarpado.

Según su función:✱ Principales o de primer orden: Unen capitales de

departamento.✱ Secundarias o de segundo orden: Unen cabeceras

municipales entre sí o conectan con una principal.✱ Terciarias o de tercer orden: Unen veredas entre sí

o con cabeceras municipales.



Vías primarias a cargo de la Terriotorial Tolima (24) del Instituto Nacional de Vías

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Vías terciarias del Tolima a cargo del Instituto Nacional de Vías

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Ejemplo de una autopista

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Ejemplo de control de accesos en una autopista. A la izquierda en zona urbana y a la derecha en zona rural.

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Tomado de http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:I405_at_CA_19.jpg




Ejemplo de una vía multicarril en terreno plano

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Derecho de vía




Ejemplo de una vía multicarril en terreno plano en Colombia

Derecho de vía (una calzada)



Clasificación de las carreterasClasificación de las carreterasEjemplo de una carretera de primer orden de dos carriles en terreno

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Ejemplo de una carretera secundaria en terreno escarpado en Colombia©

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Ejemplo de una carretera terciaria veredal en Colombia




Según su velocidad de diseño:Velocidad de diseño (km/h)

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OnduladoMontañosoEscarpado

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Tipo de Carretera

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¡Tarea!¡Tarea!

Traer un plano del IGAC, preferiblemente de una zona rural, a escala 1:2000 que tenga curvas de nivel cada 2 m, escalímetro, regla, lápiz y compás para la próxima clase.



BibliografíaBibliografía

Una buena parte de estos apuntes de clase tienen aportes textuales de los siguientes libros:

✱ Cárdenas Grisales, James. Diseño Geométrico de Carreteras. Ecoe ediciones. Bogotá. 2002. Código topográfico de la Biblioteca de la Universidad: 625.7 C266 di

✱ Chocontá Rojas, Pedro Antonio. Diseño Geométrico de Vías. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería. Bogotá. 1998. Código topográfico de la Biblioteca de la Universidad: 625.7 Ch545

✱ Instituto Nacional de Vías, INVIAS, Ministerio de Transporte. Manual de Diseño Geométrico para Carreteras. Bogotá. 1998.



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