ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS VIALES EN LA INTERSECCIÓN DE LA
TRANSVERSAL 1e CON AVENIDA LOS MUISCAS
JOSE MAURICIO FONTECHA COHEN
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
2019
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Análisis de alternativas viales en la intersección Transversal 1e - Av. Los Muiscas, Resúmenes de Ingeniería de Transportes
Un análisis de alternativas viales para mejorar la movilidad en la intersección de la transversal 1e con avenida los muiscas en tunja. Se explora la problemática de la congestión vehicular y se proponen soluciones como la optimización de semáforos, la implementación de glorietas pequeñas y la construcción de un cruce a desnivel. El documento incluye una evaluación multicriterio de las alternativas, considerando aspectos como el diseño geométrico, la reducción de conflictos, el tránsito, el urbanismo y el presupuesto.
Tipo: Resúmenes
2022/2023
1 / 82
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ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS VIALES EN LA INTERSECCIÓN DE LA
TRANSVERSAL 1e CON AVENIDA LOS MUISCAS
JOSE MAURICIO FONTECHA COHEN
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS VIALES EN LA INTERSECCIÓN DE LA
TRANSVERSAL 1e CON AVENIDA LOS MUISCAS
JOSE MAURICIO FONTECHA COHEN
Trabajo de grado para optar el título de:
Ingeniero Civil
Director
Ing. JORGE LUIS RODRIGUEZ GONZALEZ
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
AGRADECIMIENTOS
A mis queridos padres, por el apoyo incondicional que me brindan sin importar los
diferentes errores que he cometido.
A Julieth, por ayudarme a entender y comprender lo maravilloso que puede ser esta
vida, por estar ahí en los diferentes momentos que la he necesitado.
A mis amigos y compañeros que de una u otra forma han marcado de manera
especial mí paso por la universidad.
A FEYMA INGENIERÍA S.A.S y su gran equipo humano que en el transcurso de
este corto tiempo me han permitido aprender y poner en practica todo el
conocimiento adquirido en la universidad.
CONTENIDO
LISTA DE GRAFICAS
Grafica 1. Composición vehicular de la intersección en la hora de máxima demanda.
Grafica 2. Jerarquía de los accesos. ..................................................................... 39
Grafica 3. Distribución de los movimientos por accesos. ...................................... 39
Grafica 4. Volumen de peatones en hora pico. ..................................................... 46
Grafica 5. Volumen de peatones en hora pico el día sábado ................................ 47
LISTA DE ANEXOS
ANEXO 1. Formato de campo de aforo vehicular.
ANEXO 2. Volumen vehicular de cada acceso presente y futuro.
ANEXO 3. Aforo de velocidad puntual.
ANEXO 4. Formato de campo de aforo de peatones.
ANEXO 5. Formato de evaluación multicriterio de alternativas.
ANEXO 6. Planos.
INTRODUCCIÓN
La ciudad de Tunja ha venido presentando un gran crecimiento poblacional durante
los últimos años, además de un notable desarrollo en el sector de la construcción,
sin embargo, se evidencian los efectos de la oferta insuficiente de infraestructura
vial, lo cual se refleja principalmente en la congestión, las demoras y los tiempos de
viaje.
En los últimos años a nivel global, se han presentado diseños geométricos para
solucionar los problemas de tránsito que ocasionan las diferentes intersecciones a
nivel urbano tales como las glorietas convencionales, basadas en anillos o elipses
concéntricas; otros diseños de vanguardia que hasta el momento han dado muy
buenos resultados son los pasos a desnivel, pero estos diseños implementados en
las urbes se han quedado cortos en cuanto a la solución que ofrecen.
Debido a que el avance de los países en desarrollo ha aumentado al igual que su
población lo cual ha permitido un crecimiento proporcional de vehículos que
transitan en las diferentes vías urbanas, lo que genera una demanda recurrente de
vías, por lo tanto, se hace necesario buscar soluciones factibles en los diseños de
las vías existente para dar una rápida solución a los problemas de congestión que
se presentan en las vías principales de las urbes.
La intersección de la transversal 1e con avenida los muiscas de la ciudad de Tunja,
se ve afectada por grandes problemas de congestión, principalmente en horas pico,
lo cual genera polución, altos niveles de ruido que afectan indirectamente la calidad
de vida de los usuarios debido al incremento de tiempo de los diferentes viajes que
estos hacen a diario; y cabe mencionar que este problema de congestión en dicha
intersección aumenta el riesgo de accidentalidad.
En este proyecto se elaborara un estudio de alternativas de diseños geométricos
viales a partir de la realización de actividades como: levantamiento topográfico de
precisión de la zona de estudio, un análisis de la información de tránsito actual para
realizar un diagnóstico de la intersección con ayuda de programas de computador
especializados, además de la simulación de escenarios futuros para presentar
varias alternativas con su diseño planimetrico y altimétrico que permitan
contrarrestar los diferentes problema de movilidad de esa zona.
1.2. OBJETIVOS
1.2.1. OBJETIVO GENERAL
Analizar alternativas de diseños geométricos viales que permitan mejorar el
problema de movilidad presentado en la intersección de la transversal 1e con
avenida los muiscas de la ciudad de Tunja, adaptándose a las condiciones
topográficas de la zona y al tránsito presente y futuro de dicha intersección.
1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Detallar la información topográfica de la zona, para la elaboración de
alternativas viales sobre el modelo digital del terreno.
Realizar aforos de vehículos para conocer el volumen de tráfico y poder
establecer la viabilidad de la implementación de las diferentes alternativas
propuestas.
Comparar las alternativas, elaborando simulaciones con ayuda del software
VISSIM, con el fin de obtener la mejor propuesta que disminuya el tiempo de
viaje, aumentando la comodidad y seguridad del usuario en dicha
intersección.
Establecer el diseño geométrico definitivo de la alternativa escogida en planta
y perfil.
1.3. METODOLOGÍA DE ESTUDIO
Con el fin de abordar la problemática de la congestión vehicular de la intersección
de estudio, se desarrollan propuestas de alternativas viales con una metodología
cualitativa y cuantitativa.
Cualitativa implementada con el análisis de información preexistentes y estudios
secundarios realizados por diferentes entidades, al igual que observaciones en
campo, las cuales permiten inferir que la capacidad de la intersección no soporta el
volumen actual de tránsito.
Cuantitativa al proponer una solución vial basada en simulaciones realizadas por
medio del software VISSIM y por medio de evaluación multicriterio realizadas por
expertos en el tema.
Para alcanzar el objetivo general de la presente investigación se desarrollarán las
siguientes actividades:
Recolección de información
Se debe recopilar toda la información posible que exista en los entes administrativos
de la ciudad de la intersección a estudiar, además se realiza una visita a campo
para conocer las características de funcionalidad y operación de dicha intersección.
Levantamiento topográfico de la zona de estudio
Se realiza un levantamiento planimétrico y altimétrico de la intersección, detallando
los diferentes establecimientos comerciales y residenciales de la zona, esto con el
fin de establecer posibles afectaciones a dichos predios al determinar las diferentes
alternativas de diseños geométricos viales.
Toma y análisis de la información de transito
Se realizan aforos vehiculares para conocer la cantidad de vehículo que transitan
por la intersección en horas criticas del día, además determinar los movimientos
existentes y la composición vehicular que circula en cada uno de esos movimientos.
Propuesta de alternativas de diseños geométricos
Con base a la información obtenida del levantamiento topográfico, se realizará
diferentes diseños geométricos viales enmarcados a las especificaciones del
Diseño Geométrico de Carreteras del INVIAS, que permitan dar una posible solución
al problema de movilidad presentado en dicha intersección.
Simulación de las alternativas en VISSIM
Con la información obtenida en los aforos vehiculares se probará diferentes
escenarios de transito de una forma realista en las diferentes alternativas viales
propuesta para la intersección de estudio.
Comparación de las diferentes alternativas
El objetivo de este paso es establecer que alternativa de diseño geométrico vial es
la más beneficiosa en cuanto al nivel de operación, capacidad y nivel de servicios
que posea mediante la simulación hecha en VISSIM.
Elección de la alternativa viable y recomendaciones
En este último paso se escogerá la alternativa que permita dar una solución al
problema de movilidad presentado en dicha intersección, además se hará
recomendaciones para que el diseño encuentre aspectos funcionales y geométricos
de acuerdo al diseño geométrico de carretera del INVIAS.
Como puede verse en la figura 1, en el caso de una intersección de 4 ramales
completa se presentan 8 puntos de convergencia, 8 puntos de divergencia y 16
puntos de cruce, considerando los puntos de conflicto como simples, es decir, que
en ellos concurren únicamente dos trayectorias distintas. En general puede
demostrarse que en una intersección con N ramales se presentarán:
Puntos de convergencia = N * (N-2)
Puntos de divergencia = N * (N-2)
Puntos de cruce = N
2
- (N-1) * (N-2) / 6
El número de puntos de conflicto, especialmente de puntos de cruce, crece muy
rápidamente con el número de ramales que confluye. Algunos puntos de conflicto
pueden confundirse, resultando puntos múltiples en los que concurren varias
trayectorias. Los puntos de conflicto son puntos potenciales de accidentes, y esta
posibilidad será tanto mayor cuanto mayor sea la intensidad de tráfico. Tendrá
además una gran influencia la velocidad relativa de los vehículos en conflicto.
2.3. TIPOS DE INTERSECCIONES
A continuación, se describe brevemente los diferentes tipos de intersecciones tanto
a nivel como a desnivel que se encuentran:
2.3.1. Intersecciones a nivel
intersecciones a nivel resultan ser muy convenientes porque presentan mayor
facilidad de proyecto y construcción, requieren menor superficie para alojarlas y
además son más económicos que otras alternativas tales como puentes, túneles o
desniveles. Sin embargo, los problemas en este tipo de intersecciones se generan
cuando el flujo vehicular aumenta y el tipo de intersección no tiene la capacidad de
servicio requerida pues ocasionan congestionamientos en horas pico.
a) Intersecciones a nivel sin canalizar: son aquellas que no cuentan con ningún
elemento que permita encauzar adecuadamente las trayectorias. El
tratamiento que se debe dar a una intersección sin canalizar es el de la
pavimentación completa de toda su superficie. Este criterio se aplica para
intersecciones de carreteras de dos o más carriles.
Figura 2. Intersección a nivel sin canalizar.
Fuente: Manual de diseño geométrico de carreteras. INVIAS. 2008.
Según el manual de diseño geométrico de carreteras del INVIAS los criterios
básicos de diseño para este tipo de intersecciones son:
El ángulo de entrada (α) debe estar comprendido entre sesenta y noventa
grados (60° - 90°).
El Radio mínimo de las curvas R1, R2, R3 y R4 debe corresponder al Radio
mínimo de giro del vehículo de diseño seleccionado.
La pendiente longitudinal de las calzadas que confluyan debe ser, en lo
posible, menor de cuatro por ciento (4.0 %) para facilitar el arranque de los
vehículos que acceden a la calzada principal.
Salvo que la intersección se encuentre en terreno plano, se debe diseñar en
la calzada secundaria una curva vertical cuyo PTV coincida con el borde de
la calzada principal y de longitud superior a treinta metros (30 m).
La intersección debe satisfacer la Distancia de visibilidad de cruce (DC).
b) Intersecciones a nivel canalizadas: son aquellas que tienen elementos que
permiten separar las corrientes de tránsito y separar puntos de conflictos, al
igual que las intersecciones sin canalizar estas pueden ser en forma de T, X
o Y.
Isletas: Las isletas son zonas definidas situadas entre carriles de circulación,
cuyo objeto es guiar el movimiento de los vehículos, servir de refugio a los
peatones y proporcionar una zona para la ubicación de la señalización y la
iluminación.
Figura 5. Isletas.
Fuente: Manual de diseño geométrico de carreteras. INVIAS. 2008.
c) Glorietas: “Intersección en donde no hay cruces a nivel directos, sino
maniobras dentro de cruces y movimientos alrededor de una isleta o
plazoleta central”. INVIAS 2008.
La operación en las glorietas se basa en el derecho a la vía que tienen los
vehículos que circulan alrededor de la isla central. Los vehículos que llegan
a la glorieta deben esperar por una brecha en el flujo rotatorio que les permita
ingresar al mismo. Los diferentes tipos de glorieta son:
Glorieta convencional: son aquellas que tienen una calzada de una vía, la
cual se compone de secciones de entrecruzamiento, alrededor de una isla
central o alongadas, simétrica o asimétrica; pueden ser de tres, cuatro o más
accesos. Para que una glorieta sea convencional, el diámetro de la isla
central debe ser igual o superior a 25 metros.
Figura 6. Glorieta convencional.
Fuente: ARBOLEDA Vélez, Germán. Calculo y Diseño de Glorietas, AC Editores,
Glorieta pequeña: Corresponden a glorietas que tienen una calzada
circulatoria de una vía alrededor de una isla central mayor o igual a cuatro
metros, pero menor de veinticinco metros, y con accesos ampliados para
permitir la entrada de varios vehículos.
La función principal de una mini rotonda o glorieta pequeña es eliminar
muchos de los conflictos que se producen en intersecciones con virajes,
especialmente aquéllos hacia la izquierda. Por ejemplo, en los cruces de dos
vías con doble sentido, las mini-rotondas reducen sólo a ocho los 32
conflictos que normalmente existirían
2
. La mini rotonda también puede ser
usada como moderador de velocidad en vías largas y rectas con varias
intersecciones similares (vías secundarias).
Figura 7. Glorieta pequeña.
Fuente: ARBOLEDA Vélez, Germán. Calculo y Diseño de Glorietas, AC Editores,
2 EMPLEO DE MINI-ROTONDAS URBANAS, CARACTERISITICAS Y CAMPO DE APLICACIÓN.
Das Neves, Gustavo. Centro de investigaciones viales LEMAC. Universidad Tecnológica Nacional.
La plata. Argentina. 2015.