Guía de diseño vial para intersecciones urbanas en zonas de alta pendiente en función del transito

(1)

2014

GUÍA DE DISEÑO VIAL PARA

INTERSECCIONES URBANAS EN

ZONAS DE ALTA PENDIENTE EN

FUNCIÓN DEL TRANSITO

(2)

ING. ANDRÉS EMIRO MOLINA CHADID

201221463

PROYECTO DE GRADO

ING. FABIÁN TAFUR

BOGOTÁ, MAYO DE 2014

(3)

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN --- 4

2. NORMATIVIDAD VIGENTE --- 4

2.1. PLAN DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL BOGOTÁ (POT 2013) --- 4

2.1.1. Secciones viales para vías intermedias --- 4

2.1.2. Secciones viales para vías intermedias --- 7

2.1.3. Radios de Giro --- 8

2.2. MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO (INVIAS – 2008) --- 9

2.3. A POLICY GEOMETRIC DESIGN OF HIGHWAYS AND STREETS --- 9

2.3.1. Velocidad de Diseño --- 10

2.3.2. Distancia de visibilidad--- 10

2.3.3. Pendientes--- 10

2.4. PARÁMETROS recomendados para el diseño de intersecciones --- 10

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA --- 11

4. GUÍA DE DISEÑO --- 13

4.1. METODOLOGÍA --- 13

4.2. ANÁLISIS DE ALTURA DE VISIBILIDAD EN LA INTERSECCIÓN. --- 13

4.2.1. Análisis de visibilidad en planta. --- 13

4.2.2. Análisis de visibilidad en perfil. --- 16

4.2.3. ejemplo. --- 28

4.2.4. Análisis de separación entre vehículos. --- 29

4.3. RECOMENDACIONES DE DISEÑO --- 35

5. CONCLUSIONES --- 36

(4)

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 - Parámetros mínimos recomendados para el diseño de intersecciones en T ... 10

Tabla 2 – Análisis de visibilidad en planta para el sentido de la vía principal variando la separación y la distancia del paramento al sardinel ... 15

Tabla 3 – Análisis de visibilidad en planta para el sentido de la vía Secundaria variando la separación y la distancia del paramento al sardinel ... 15

Tabla 4 – Análisis de visibilidad en para un Delta de Pendiente de -30% ... 18

Tabla 10 – Análisis de visibilidad en para un Delta de Pendiente de 0% ... 22

Tabla 11 – Análisis de visibilidad en para un Delta de Pendiente de 5% ... 23

Tabla 12 – Análisis de visibilidad en para un Delta de Pendiente de 10%... 24

Tabla 17 - Parámetros mínimos recomendados para el diseño de intersecciones en T ... 30

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 Malla vial Intermedia – Vía tipo V4 ... 5

Figura 2 Malla vial Intermedia – Vía tipo V4A ... 5

Figura 3 Malla vial Intermedia – Vía tipo V5 ... 6

Figura 4 Malla vial Intermedia – Vía tipo V6 ... 6

Figura 5 Malla vial Local – Vía tipo V7 ... 7

Figura 6 Malla vial Local – Vía tipo V8 ... 7

Figura 7 Radios De Giro Para Vías En Sectores Nuevos ... 8

Figura 8 Radios De Giro Para Vías En Sectores Desarrollados ... 8

Figura 9 Ejemplo Carrera 89 con Calle 147B ... 11

Figura 10 Intersección Calle 132 A con Avenida Suba ... 12

Figura 11 Intersección Calle 68 con Circunvalar ... 12

Figura 12 Esquema de análisis visibilidad en planta ... 14

(5)

ÍNDICE DE GRAFICAS

Grafica 1 Análisis de visibilidad en planta ... 15

Grafica 2 Análisis de visibilidad en perfil para un delta de pendiente de -30% ... 18

Grafica 8 Análisis de visibilidad en perfil para un delta de pendiente de 0% ... 23

Grafica 15 Análisis de visibilidad según la velocidad de operación para pendientes sobre la vía principal iguales a 0%... 30

Grafica 16 Análisis de visibilidad según la velocidad de operación para pendientes sobre la vía principal iguales a -5% ... 32

(6)

1. INTRODUCCIÓN

Reconociendo que no existe actualmente un documento que establezca los lineamientos claros para el desarrollo del diseño urbano y más allá el diseño de intersecciones en zonas de alta pendiente surge la necesidad de establecer algunos parámetros y lineamientos que permitan obtener algunos parámetros que analicen la visibilidad.

Es así como en la presente guía se pretende establecer lineamientos básicos aplicables a todas las intersecciones que presenten pendientes elevadas y disminuyan la visibilidad mediante el desarrollo de ecuaciones que relacionen la separación de los vehículos con las pendientes de acceso a la intersección y la intensidad del flujo vehicular.

2. NORMATIVIDAD VIGENTE

Dado que no existe un manual que delimite claramente las especificaciones y recomendaciones que se deben seguir para realizar el diseño de intersecciones en zonas de alta pendiente, a continuación se presenta un resumen de los manuales vigentes y las especificaciones al respecto, con el fin de establecer un cuadro resumen con los parámetros geométricos para el diseño de las intersecciones urbanas en zonas de alta pendiente.

2.1. PLAN DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL BOGOTÁ (POT 2013)

El plan de ordenamiento territorial se estableció bajo el decreto 364 del 26 de agosto de 2013 y en este se establecen los lineamientos que se deben seguir para el diseño y la clasificación de las vías urbanas, es así como establece la sección mínima que debe tener cada vía según su importancia y localización.

2.1.1. S

ECCIONES VIALES PARA VÍAS INTERMEDIAS

Las vías catalogadas como intermedias las vías que sirven para complementa el sistema vial arterial, dentro de esta se encuentra las tipologías V-4 (Figura 1 yFigura 2), V-5 (Figura 3) y V-6 (Figura 4).

(7)

Figura 1 Malla vial Intermedia – Vía tipo V4

Fuente: Plan de Ordenamiento Territorial – Bogotá

Figura 2 Malla vial Intermedia – Vía tipo V4A

(8)

.

(9)

2.1.2. S

ECCIONES VIALES PARA VÍAS INTERMEDIAS

Las vías catalogadas como locales complementan el sistema vial y están dispuestas para dar acceso a varias zonas de la ciudad, en la clasificación dada por el POT se establecen como vías locales las que corresponden a un perfil V-7 (Figura 5), V-8 (Figura 6).

. Figura 5 Malla vial Local – Vía tipo V7

Figura 6 Malla vial Local – Vía tipo V8

(10)

2.1.3. R

ADIOS DE

G

IRO

De igual forma que para la malla vial en el POT se establece el radio mínimo que debe tener una intersección en las esquinas según el tipo de vía, el cual se presenta en la figura

Figura 7 Radios De Giro Para Vías En Sectores Nuevos

Figura 8 Radios De Giro Para Vías En Sectores Desarrollados

V-0 V-1 V-2 V-3 V-3E V-4 V-5 V-6 V-7 V-8

100 60 40 30 25 18 16 13 10

30 30 30 30 30 15 15 12 12 12

25 25 25 25 25 10 10 7 7 7

30 30 30 30 15 15 12 12 12

25 25 25 25 10 10 7 7 7

30 30 30 15 15 12 12 12

25 25 25 10 10 7 7 7

30 30 15 15 12 12 12

25 25 10 10 7 7 7

30 15 15 12 12 12

25 10 10 7 7 7

10 10 10 10 10

6 6 6 6 5

8 8 8 8

4 4 4 4

6 6 6

3 3 3

6 6

3 3

6 3

V-5 V-6 V-7 V-8

1. RADIOS EN SECTORES NO DESARROLLADOS

V-0 V-1 V-2 V-3 V-3E

V-4

V-0 V-1 V-2 V-3 V-3E V-4 V-5 V-6 V-7 V-8

15 15 15 15 15 12 12 10 10 10

10 10 10 10 10 7 7 6 6 6

15 15 15 15 12 12 10 10 10

10 10 10 10 7 7 6 6 6

15 15 15 12 12 10 10 10

10 10 10 7 7 6 6 6

15 15 12 12 10 10 10

10 10 7 7 6 6 6

15 12 12 10 10 10

10 7 7 6 6 6

8 8 8 8 6

4 4 4 4 3

8 6 6 6

3 3 3 3

6 6 6

3 3 3

6 6

3 3

6 3

V-6 V-7 V-8

2. RADIOS EN SECTORES DESARROLLADOS

V-1 V-2 V-3 V-3E

V-4 V-5 V-0

(11)

2.2. MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO (INVIAS – 2008)

El manual de diseño geométrico se encuentra vigente en Colombia desde el año 2009 mediante la resolución 744 del 4 de marzo de 20091 (VIAS, 2008), este manual se encuentra diseñado y estructurado para el diseño de vías rurales, presentando alguno apartados sobre el diseño de intersecciones, pero orientado hacia el diseño de cruces en vías de rurales,

Es así como en el capítulo 2 del Manual INVIAS (VIAS, 2008) se establece la metodología para el cálculo de la distancia de visibilidad de cruce pero sin la presencia de obstáculos (paramentos) y suponiendo que las intersecciones no están controladas por señales preventivas tipo pare. Razón por la cual la metodología no es aplicable para el desarrollo de la presente guía de diseño.

De igual forma en el capítulo 6 (VIAS, 2008), página 175 se establecen parámetros para intersecciones a nivel dando recomendaciones generales para su diseño como lo son:

 El ángulo de entrada debe estar comprendido entre 60 o y 90o

 El radio Mínimo de las curvas R1 y R2 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 al cuatro por ciento (4%) 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 (Punto de tangencia Vertical) coincida con el borde de la calzada principal y de longitud superior a 30 metros (30m).

 La intersección debe satisfacer la Distancia de visibilidad de cruce (Dc).

Dado que la situación que se presenta para el desarrollo de la presente guía es diferente a las condiciones planteadas en los parámetros dados en el manual de diseño geométrico y que las condiciones de los cruces viales objeto del análisis son en su mayoría previamente establecidas, las recomendaciones de diseño no son aplicables.

2.3. A POLICY GEOMETRIC DESIGN OF HIGHWAYS AND STREETS

El manual de diseño geométrico para carreteras y calles de la AASHTO2 en el capítulo 5 establece las condiciones necesarias para el diseño de vías urbanas con el capítulo denominado “LOCAL ROADS AND STREETS” los lineamientos para el diseño de vías en zonas urbanas según los requerimientos propios de su ámbito de aplicación, a continuación se presentan los elementos más relevantes incorporados en las

recomendaciones del manual de diseño de la AASHTO2 que se encuentran directamente

relacionados con el diseño de la presente guía.

1

MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO (INVIAS 2008) 2

(12)

2.3.1. V

ELOCIDAD DE

D

ISEÑO

Se determina que la velocidad de diseño no es un factor importante para las vías locales, y usualmente se tienen velocidades de diseño que oscilan entre 30 y 50 km/h y está determinada por los siguientes factores:

 Derecho de vía

 Terreno

 Presencia de peatones

 Desarrollo adyacentes

 Áreas de control

2.3.2. D

ISTANCIA DE VISIBILIDAD

En el manual de la AASHTO se recomienda que la distancia mínima de visibilidad para vías locales debe estar comprendida entre 30 y 60 m de la intersección.

2.3.3. P

ENDIENTES

La pendiente para las vías locales preferiblemente deben ser los más plano posible, pero deben ser consistentes con la topografía del entorno.

La pendiente longitudinal de las vías locales debe ser inferior al 15%.

En zonas industriales y comerciales la pendiente longitudinal preferiblemente debe ser menor al 8%

2.4. PARÁMETROS RECOMENDADOS PARA EL DISEÑO DE

INTERSECCIONES

Con base en los manuales mencionados y reconociendo que en la actualidad no se ha publicado un manual para el diseño de vías urbanas en donde se menciones lineamientos a seguir durante el proceso de diseño geométrico, a continuación se establecen los parámetros mínimos que se deben tener en cuenta para el trazado de una intersección vial en zonas de alta pendiente, integrando las recomendaciones más relevantes del plan de ordenamiento territorial, el manual de diseño geométrico del INVIAS – 2007 y el manual de diseño de la AASHTO.

PARÁMETRO UNIDAD VALOR

VELOCIDAD DE DISEÑO Km/h 30 A 50

PENDIENTE MÁXIMA % 15

PENDIENTE MÍNIMA % 0.3

RADIO DE GIRO m SEGÚN FIGURA 7 Y FIGURA 8,

(ANEXO NO-11POT)*

*EL VALOR DEL RADIO DE GIRO ES MÍNIMO Y SIEMPRE DEBE SER AJUSTADO EN FUNCIÓN DE LA TIPOLOGÍA DE VEHÍCULO PREDOMINANTE EN LA INTERSECCIÓN.

Tabla 1 - Parámetros mínimos recomendados para el diseño de intersecciones en T

(13)

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Reconociendo que la morfología del terreno en Colombia se caracteriza por tener una topografía muy quebrada debido a que se encuentra la presencia de tres cordilleras que atraviesan de norte a sur el país derivadas de la bifurcación de la cordillera de los andes, la cual termina en el nudo de los pasto y da origen a la cordillera central, occidental y oriental.

De igual forma el desarrollo de algunas ciudades se encuentra delimitado por zonas planas en medio de las cordilleras, situación que conlleva a que morfología local de las ciudades este fuertemente influencia por la presencia de montañas y por lo tanto el desarrollo vial presenta fuertes pendientes longitudinales. Adicionalmente a las fuertes pendientes, es necesario considerar que el desarrollo de las ciudades se realizó de forma desordenada y la distancia de los paramentos a los sardineles es variable en algunas zonas de la ciudad.

Con base en lo expuesto, donde se combina la presencia de fuertes pendientes longitudinales con el crecimiento desordenado de las edificaciones, se obtiene una disminución considerable de la visibilidad, situación que se presenta en distintos sectores de la ciudad como se observa a continuación (Figura 9 a Figura 11)

Figura 9 Ejemplo Carrera 89 con Calle 147B

(14)

Figura 10 Intersección Calle 132 A con Avenida Suba

Fuente: Google Earth.

Figura 11 Intersección Calle 68 con Circunvalar

(15)

4. GUÍA DE DISEÑO

4.1. METODOLOGÍA

Para realizar el diseño de la intersección en zonas de alta pendiente se analizó la visibilidad en planta y perfil de acuerdo con el entorno y las distintas variables que se pueden presentar, es así como se deben verificar los siguientes pasos para obtener la mejor configuración de la intersección.

1. Verificar la separación de los paramentos al sardinel para establecer si existe la visibilidad adecuada en una longitud que permita desarrollar maniobras. La verificación se realiza con la Grafica 1

2. Verificar que las pendientes de acceso permitan la visibilidad según el delta de pendiente existente, teniendo en cuenta que el dato de visibilidad en perfil está relacionado directamente con la separación de los paramentos. Para la presente guía se asume que los paramentos se encuentran a 2 metros del sardinel. ¡Error! o se encuentra el origen de la referencia. a Grafica 14 y en caso que las condiciones existentes en campo varíen se debe recalcular la altura de visibilidad y la visibilidad en planta (se anexa un archivo para simular dichas condiciones)

3. Verificar la separación entre vehículos según la velocidad de diseño y TPD de la vía secundaria. Grafica 15

4.2. ANÁLISIS DE ALTURA DE VISIBILIDAD EN LA INTERSECCIÓN.

Basados en las consideraciones dadas durante el planteamiento del problema se desarrolló una ecuación para establecer la diferencia de altura entre un punto de la vía principal y la vía de acceso con el fin de analizar los límites de visibilidad según las pendientes para cada uno de los accesos a la intersección.

A continuación se presenta el desarrollo de ecuación, donde se involucra la separación de los paramentos, separación del vehículo con el sardinel, distancia de aproximación del vehículo que entra de la vía secundaria.

Para el desarrollo de la ecuación se realizó un análisis en planta que fue relacionado con el análisis en perfil para establecer la altura de visibilidad según la separación de los paramentos y las pendientes de las vías.

4.2.1. A

NÁLISIS DE VISIBILIDAD EN PLANTA

.

Para realizar el análisis de visibilidad en planta se realizó un análisis que no involucra la velocidad de los vehículos ya que no se considera el tiempo de parada, solo se tiene en cuenta la distancia necesaria para visualizar el objeto con el fin de relacionar esta distancia con la visibilidad vertical.

(16)

Figura 12 Esquema de análisis visibilidad en planta

1. ( )

( )

2.

3. ( )

Dónde:

X Distancia de visibilidad a objeto desde la vía secundaria

Y Distancia del vehículo sobre la vía secundaria a la intersección.

Px Separación del paramento al sardinel paralelo a la vía principal.

Sx Separación del vehículo desde el sardinel hasta la línea de visión del vehículo paralela a la vía principal.

Py Separación del paramento al sardinel paralelo a la vía secundaria.

Sy Separación del vehículo desde el sardinel hasta la línea de visión del vehículo paralela a la vía secundaria.

Dado que la distancia de los paramentos al sardinel siempre será variable, como primera comprobación se debe analizar la distancia sobre la vía principal que se tiene para visibilidad, es así como en la gráfica XX se presenta el análisis según la separación de la vía principal y la separación del vehículo al sardinel, la cual se asume en 1m teniendo en cuenta el caso más desfavorable que consiste en una vía de un solo sentido y el vehículo se aproxima cercano al paramento que disminuye la visión.

(17)

Px (separación paramento en sentido de la vía principal) – (m)

0 1.5 2 2.5 3 3.5 4

S e p a ra ci ó n d e l ve h íc u lo d e l a v ía p ri n ci p al (m) – ( Y

) ₁₀ _1.67 _4.17 _5.00 _5.83 _6.67 _7.50 _8.33

15 1.36 3.41 4.09 4.77 5.45 6.14 6.82

20 1.25 3.13 3.75 4.38 5.00 5.63 6.25

25 1.19 2.98 3.57 4.17 4.76 5.36 5.95

30 1.15 2.88 3.46 4.04 4.62 5.19 5.77

Tabla 2 – Análisis de visibilidad en planta para el sentido de la vía principal variando la separación y la distancia del paramento al sardinel

Py (separación paramento en sentido de la vía secundaria) – (m)

0 1.5 2 2.5 3 3.5 4

S e p a ra ci ó n d e l ve h íc u lo d e l a v ía p ri n ci p a l (m) –

(Y) 10 3.75 4.62 5.00 5.45 6.00 6.67 7.50

15 3.46 3.91 4.09 4.29 4.50 4.74 5.00

20 3.33 3.64 3.75 3.87 4.00 4.14 4.29

25 3.26 3.49 3.57 3.66 3.75 3.85 3.95

30 3.21 3.40 3.46 3.53 3.60 3.67 3.75

Tabla 3 – Análisis de visibilidad en planta para el sentido de la vía Secundaria variando la separación y la distancia del paramento al sardinel

(18)

4.2.2. A

NÁLISIS DE VISIBILIDAD EN PERFIL

.

Figura 13 Esquema de análisis visibilidad en Perfil

4.

5.

6. ( )

7. ( )

( )

8.

9. ( )

10.

( )

( ) ( )

11. ;

( ) ( )

( ) (( )

(19)

Dónde:

Distancia del vehículo sobre la vía secundaria a la intersección (Variable)

Separación del paramento al sardinel paralelo a la vía principal (Variable).

Separación del vehículo desde el sardinel hasta la línea de visión del vehículo paralela a la vía principal (Asumida en 1 m)

Separación del paramento al sardinel paralelo a la vía secundaria (Variable).

Separación del vehículo desde el sardinel hasta la línea de visión del vehículo paralela a la vía secundaria (asumida en 2 m)

Pendiente en porcentaje de la vía secundaria (Variable)

Pendiente en porcentaje por la vía secundaria a la altura del ojo (Variable) Pendiente en porcentaje de la vía principal (Variable)

Pendiente en porcentaje por la vía Principal al obstáculo (Variable)

Altura Promedio de visibilidad del vehículo que se aproxima a la intersección sobre la vía secundaria (Asumida en 1m)

Altura del Obstáculo sobre la vía principal (Asumida en 0.60m)

Para la ecuación deducida se tiene que para los valores negativos hay visibilidad, debido a que esto significa que el vehículo que se desplaza por la vía secundaria tiene una línea de visión a nivel o por encima del obstáculo que se desplaza por la vía principal, es importante tener en cuenta que la visibilidad se presenta cuando H toma valores inferiores a 0.2 m debido a que el cálculo se realza con respecto a la intersección y a este valor es necesario sumar la altura del sardinel.

Dado que la visibilidad es necesario analizarla a medida que se acerca el vehículo a la intersección y que esta es función de la pendiente a continuación se presentan los diferentes análisis realizados en donde se grafica la altura de visibilidad y como se mencionó anteriormente cuando se tengan valores positivos a partir de 0.20 m no existirá visibilidad y por lo tanto se deben tener restricciones para el transito seguro de vehículos.

A continuación se presenta de la Tabla 4 a la Tabla 16 el análisis de visibilidad realizado, teniendo en cuenta la distancia de aproximación a la intersección, el delta de pendiente entre las dos vías y la distancia de visibilidad en planta.

El análisis se presenta con variaciones porcentuales de 5%, desde un delta de 30% hasta un delta de pendiente de – 30% y en las restas de pendientes indicadas, la primera pendiente corresponde a la pendiente de la vía principal y la segunda pendiente corresponde a la pendiente por la vía secundaria.

Delta Pendiente -30% (-15%) - (15%)

Y

5 2.600

10 1.850

15 2.464

20 3.163

(20)

Tabla 4 – Análisis de visibilidad en para un Delta de Pendiente de -30%

Grafica 2 Análisis de visibilidad en perfil para un delta de pendiente de -30%

Delta Pendiente -25%

(-15%) - (10%) (-12.5%) - (12.5%) (-10%) - (15%)

Y

5 2.350 2.100 1.850

10 1.350 1.475 1.600

15 1.714 1.986 2.259

20 2.163 2.569 2.975

25 2.636 3.171 3.707

2.600 1.850 2.464 3.163 3.886 -4 -1.5 1 3.5 6 8.5 11 13.5 16 -4.0 -3.0 -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 5 10 15 20 25 30 D

is ta n c ia d e l Ve h íc u lo a l a i n te rs e c c ió n p o r la Ví a Pr in c ip a l (X) -Pl a n ta A lt u ra d e Vi s ib il id a d (H ) -Pe rf il

Distancia del Vehículo a la intersección por la Vía secundaria (Y)

Delta Pendiente -30%

(-15%) - (15%) Visibilidad en Planta

Zona Sin Visibilidad

Zona Con Visibilidad

2.350 1.350 1.714 2.163 2.636 1.850 1.600 2.259 2.975 3.707 -4 -1.5 1 3.5 6 8.5 11 13.5 16 -4.0 -3.0 -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 5 10 15 20 25 30 D

is ta n c ia d e l Ve h íc u lo a l a i n te rs e c c ió n p o r la Ví a Pr in c ip a l (X) -Pl a n ta A ltu ra d e Vi s ib il id a d (H ) -Pe rfi l

Delta Pendiente -25%

(-15%) - (10%) (-10%) - (15%) (-12.5%) - (12.5%) Visibilidad en Planta

(21)

(-15%) - (5%) (-12.5%) - (7.5%) (-10%) - (10%) (-7.5%) - (12.5%) (-5%) - (15%)

Y

5 2.100 1.850 1.600 1.350 1.100

10 0.850 0.975 1.100 1.225 1.350

15 0.964 1.236 1.509 1.782 2.055

20 1.163 1.569 1.975 2.381 2.788

25 1.386 1.921 2.457 2.993 3.529

(-15%) - (0%) (-12.5%) - (2.5%) (-10%) - (5%) (-7.5%) - (7.5%)

Y

5 1.850 1.600 1.350 1.100

10 0.350 0.475 0.600 0.725

15 0.214 0.486 0.759 1.032

20 0.163 0.569 0.975 1.381

25 0.136 0.671 1.207 1.743

(-5%) - (10%) (-2.5%) - (12.5%) (0%) - (15%)

Y

5 0.850 0.600 0.350

10 0.850 0.975 1.100

15 1.305 1.577 1.850

20 1.788 2.194 2.600

25 2.279 2.194 2.600

Tabla 7 – Análisis de visibilidad en para un Delta de Pendiente de -15% Zona Sin Visibilidad en Perfil

Zona Con Visibilidad en Perfil

2.100

0.850 0.964 1.163

1.386 1.100 1.350 2.055 2.788 3.529 -4 -1.5 1 3.5 6 8.5 11 13.5 16 -4.0 -3.0 -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 5 10 15 20 25 30 D

Delta Pendiente -20%

(-15%) - (5%) (-5%) - (15%) (-12.5%) - (7.5%) (-10%) - (10%) (-7.5%) - (12.5%) Visibilidad en Planta

Zona Sin Visibilidad Zona Con Visibilidad

(22)

(-15%) - (-5%) (-12.5%) - (-2.5%) (-10%) - (0%) (-7.5%) - (2.5%) (-5%) - (5%)

Y

5 1.600 1.350 1.100 0.850 0.600

10 -0.150 -0.025 0.100 0.225 0.350

15 -0.536 -0.264 0.009 0.282 0.555

20 -0.838 -0.431 -0.025 0.381 0.788

25 -1.114 -0.579 -0.043 0.493 1.029

(-2.5%) - (7.5%) (0%) - (10%) (2.5%) - (12.5%) (5%) - (15%)

Y

5 0.350 0.100 -0.150 -0.400

10 0.475 0.600 0.725 0.850

15 0.827 1.100 1.373 1.645

20 1.194 1.600 2.006 2.413

25 1.194 1.600 2.006 3.171

1.850

0.350 _0.214 _0.163 _0.136 0.350 1.100 1.850 2.600 2.600 -4 -1.5 1 3.5 6 8.5 11 13.5 16 -4.0 -3.0 -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 5 10 15 20 25 30 D

Delta Pendiente -15%

(-15%) - (0%) (0%) - (15%) (-12.5%) - (2.5%) (-10%) - (5%) (-7.5%) - (7.5%) (-5%) - (10%) (-2.5%) - (12.5%) Visibilidad en Planta

(23)

Delta Pendiente -5%

(-15%) - (-10%) (-12.5%) - (-7.5%) (-10%) - (-5%) (-7.5%) - (-2.5%) (-5%) - (0%) (-2.5%) - (2.5%)

Y

5 1.350 1.100 0.850 0.600 0.350 0.100

10 -0.650 -0.525 -0.400 -0.275 -0.150 -0.025

15 -1.286 -1.014 -0.741 -0.468 -0.195 0.077

20 -1.838 -1.431 -1.025 -0.619 -0.213 0.194

25 -2.364 -1.829 -1.293 -0.757 -0.221 0.194

Delta Pendiente -5%

(0%) - (5%) (2.5%) - (7.5%) (5%) - (10%) (7.5%) - (12.5%) (10%) - (15%)

Y

5 -0.150 -0.400 -0.650 -0.900 -1.150

10 0.100 0.225 0.350 0.475 0.600

15 0.350 0.623 0.895 1.168 1.441

20 0.600 1.006 1.413 1.819 2.225

25 0.600 1.006 1.921 2.457 2.993

1.600 -0.150 -0.536 -0.838 -1.114 -0.400 0.850 _1.645 2.413 3.171 -4 -1.5 1 3.5 6 8.5 11 13.5 16 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

0 5 10 15 20 25 30

D is ta n c ia d e l Ve h íc u lo a l a i n te rs e c c ió n p o r la Ví a Pr in c ip a l (X) -Pl a n ta A ltu ra d e Vi s ib il id a d (H ) -Pe rfi l

Delta Pendiente -10%

(-15%) - (-5%) (-12.5%) - (-2.5%) (-10%) - (0%) (-7.5%) - (2.5%) (-5%) - (5%) (-2.5%) - (7.5%) (0%) - (10%) (2.5%) - (12.5%) (5%) - (15%) Visibilidad en Planta

(24)

Delta Pendiente 0%

(-15%) - (-15%) (-12.5%) - (-12.5%) (-10%) - (-10%) (-7.5%) - (-7.5%) (-5%) - (-5%) (-2.5%) - (-2.5%) (0%) - (0%)

Y

5 1.100 0.850 0.600 0.350 0.100 -0.150 -0.400

10 -1.150 -1.025 -0.900 -0.775 -0.650 -0.525 -0.400

15 -2.036 -1.764 -1.491 -1.218 -0.945 -0.673 -0.400

20 -2.838 -2.431 -2.025 -1.619 -1.213 -0.806 -0.400

25 -3.614 -3.079 -2.543 -2.007 -1.471 -0.806 -0.400

Delta Pendiente 0%

(2.5%) - (2.5%) (5%) - (5%) (7.5%) - (7.5%) (10%) - (10%) (12.5%) - (12.5%) (15%) - (15%)

Y

5 -0.650 -0.900 -1.150 -1.400 -1.650 -1.900

10 -0.275 -0.150 -0.025 0.100 0.225 0.350

15 -0.127 0.145 0.418 0.691 0.964 1.236

20 0.006 0.413 0.819 1.225 1.631 2.038

25 0.006 0.671 1.207 1.743 2.279 2.814

Tabla 10 – Análisis de visibilidad en para un Delta de Pendiente de 0%

1.350 -0.650 -1.286 -1.838 -2.364 -1.150 0.600 1.441 2.225 2.993 -6 -3.8 -1.6 0.6 2.8 5 7.2 9.4 11.6 13.8 16 -6.0 -5.0 -4.0 -3.0 -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 5 10 15 20 25 30

Delta Pendiente -5%

(-15%) - (-10%) (-12.5%) - (-7.5%) (-10%) - (-5%) (-7.5%) - (-2.5%) (-5%) - (0%) (-2.5%) - (2.5%) (0%) - (5%) (2.5%) - (7.5%) (5%) - (10%) (7.5%) - (12.5%) (10%) - (15%) Visibilidad en Planta

(25)

Grafica 8 Análisis de visibilidad en perfil para un delta de pendiente de 0%

Delta Pendiente 5%

(-10%) - (-15%) (-7.5%) - (-12.5%) (-5%) - (-10%) (-2.5%) - (-7.5%) (0%) - (-5%) (2.5%) - (-2.5%)

Y

5 0.350 0.100 -0.150 -0.400 -0.650 -0.900

10 -1.400 -1.275 -1.150 -1.025 -0.900 -0.775

15 -2.241 -1.968 -1.695 -1.423 -1.150 -0.877

20 -3.025 -2.619 -2.213 -1.806 -1.400 -0.994

25 -3.793 -3.257 -2.721 -1.806 -1.400 -0.994

Delta Pendiente 5%

(5%) - (0%) (7.5%) - (2.5%) (10%) - (5%) (12.5%) - (7.5%) (15%) - (10%)

Y

5 -1.150 -1.400 -1.650 -1.900 -2.150

10 -0.650 -0.525 -0.400 -0.275 -0.150

15 -0.605 -0.332 -0.059 0.214 0.486

20 -0.588 -0.181 0.225 0.631 1.038

25 -0.579 -0.043 0.493 1.029 1.564

1.100 -1.150 -2.036 -2.838 -3.614 -1.900 0.350 1.236 2.038 2.814 -4 -1.5 1 3.5 6 8.5 11 13.5 16 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

0 5 10 15 20 25 30

Delta Pendiente 0%

(-15%) - (-15%) (-12.5%) - (-12.5%) (-10%) - (-10%) (-7.5%) - (-7.5%) (-5%) - (-5%) (-2.5%) - (-2.5%) (0%) - (0%) (2.5%) - (2.5%) (5%) - (5%) (7.5%) - (7.5%) (10%) - (10%) (12.5%) - (12.5%) (15%) - (15%) Visibilidad en Planta

(26)

Delta Pendiente 10%

(-5%) - (-15%) (-2.5%) - (-12.5%) (0%) - (-10%) (2.5%) - (-7.5%) (5%) - (-5%)

Y

5 -0.400 -0.650 -0.900 -1.150 -1.400

10 -1.650 -1.525 -1.400 -1.275 -1.150

15 -2.445 -2.173 -1.900 -1.627 -1.355

20 -3.213 -2.806 -2.400 -1.994 -1.588

25 -3.971 -2.806 -2.400 -1.994 -1.829

Delta Pendiente 10%

(7.5%) - (-2.5%) (10%) - (0%) (12.5%) - (2.5%) (15%) - (5%)

Y

5 -1.650 -1.900 -2.150 -2.400

10 -1.025 -0.900 -0.775 -0.650

15 -1.082 -0.809 -0.536 -0.264

20 -1.181 -0.775 -0.369 0.038

25 -1.293 -0.757 -0.221 0.314

0.350 -1.400 -2.241 -3.025 -3.793 -2.150 -0.150 0.486 1.038 1.564 -4 -1.5 1 3.5 6 8.5 11 13.5 16 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

0 5 10 15 20 25 30

Delta Pendiente 5%

(-10%) - (-15%) (-7.5%) - (-12.5%) (-5%) - (-10%) (-2.5%) - (-7.5%) (0%) - (-5%) (2.5%) - (-2.5%) (5%) - (0%) (10%) - (5%) (7.5%) - (2.5%) (12.5%) - (7.5%) (15%) - (10%) Visibilidad en Planta

Zona Con Visibilidad Zona Sin Visibilidad

(27)

Delta Pendiente 15%

(0%) - (-15%) (2.5%) - (-12.5%) (5%) - (-10%) (7.5%) - (-7.5%) (10%) - (-5%) (12.5%) - (-2.5%) (15%) - (0%)

Y

5 -1.150 -1.400 -1.650 -1.900 -2.150 -2.400 -2.650

10 -1.900 -1.775 -1.650 -1.525 -1.400 -1.275 -1.150

15 -2.650 -2.377 -2.105 -1.832 -1.559 -1.286 -1.014

20 -3.400 -2.994 -2.588 -2.181 -1.775 -1.369 -0.963 25 -3.400 -2.994 -3.079 -2.543 -2.007 -1.471 -0.936

-1.150

-1.900

-2.650

-3.400 -3.400 -2.650

-1.150 -1.014 -0.963 -0.936

-4 -1.5 1 3.5 6 8.5 11 13.5 16 -4.0 -3.0 -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 5 10 15 20 25 30 D

Delta Pendiente 15%

(0%) - (-15%) (2.5%) - (-12.5%) (5%) - (-10%) (7.5%) - (-7.5%) (10%) - (-5%) (12.5%) - (-2.5%) (15%) - (0%) Visibilidad en Planta

Zona Con Visibilidad Zona Sin Visibilidad

(28)

Delta Pendiente 20%

(5%) - (-15%) (7.5%) - (-12.5%) (10%) - (-10%) (12.5%) - (-7.5%) (15%) - (-5%)

Y

5 -1.900 -2.150 -2.400 -2.650 -2.900

10 -2.150 -2.025 -1.900 -1.775 -1.650

15 -2.855 -2.582 -2.309 -2.036 -1.764

20 -3.588 -3.181 -2.775 -2.369 -1.963

25 -4.329 -3.793 -3.257 -2.721 -2.186

Delta Pendiente 25%

(10%) - (-15%) (12.5%) - (-12.5%) (15%) - (-10%)

Y

5 -2.650 -2.900 -3.150

10 -2.400 -2.275 -2.150

15 -3.059 -2.786 -2.514

20 -3.775 -3.369 -2.963

25 -4.507 -3.971 -3.436

-1.900 -2.150 -2.855 -3.588 -4.329 -2.900 -1.650 _-1.764 -1.963 _-2.186 -5 -2.5 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 -5.0 -4.0 -3.0 -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0

0 5 10 15 20 25 30

D is ta n c ia d e l Ve h íc u lo a l a i n te rs e c c ió n p o r la Ví a Pr in c ip a l (X) -Pl a n ta A lt u ra d e Vi s ib il id a d (H ) -Pe rf il

Delta Pendiente 20%

(5%) - (-15%) (7.5%) - (-12.5%) (10%) - (-10%) (12.5%) - (-7.5%)

(29)

Delta Pendiente 30%

(15%) - (-15%)

Y

5 -3.400

10 -2.650

15 -3.264

20 -3.963

25 -4.686

-2.650 -2.400 -3.059 -3.775 -4.507 -3.150 -2.150 -2.514 -2.963 -3.436 -5 -2.5 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 -5.0 -4.0 -3.0 -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0

0 5 10 15 20 25 30

Delta Pendiente 25%

(10%) - (-15%) (12.5%) - (-12.5%) (15%) - (-10%) Visibilidad en Planta

-3.400 -2.650 -3.264 -3.963 -4.686 -5 -2.5 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 -5.0 -4.0 -3.0 -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0

0 5 10 15 20 25 30

Delta Pendiente 30%

(15%) - (-15%) Visibilidad en Planta

(30)

4.2.2.1.

EJEMPLO

.

Determinar la altura de visibilidad para una intersección donde la vía principal tiene una pendiente de -10% y la vía secundaria de -10%.

DATOS DE ENTRADA

Pendiente Vía Principal -10%

Pendiente Vía Secundaria -10%

Distancia de la Principal 15.0

Análisis grafico

RESULTADOS

Altura de Visibilidad -1.49 m Hay visibilidad ya que es menor a 0.2 m

Distancia de visibilidad en

planta 4.09 m

Con base en los resultados se puede concluir que cuando un vehículo se encuentra a 15 m de la intersección por la vía secundaria existe un altura de visibilidad del vehículo que circula por la vía secundaria hacia la vía principal de 1.49 m y logra ver el objeto que se desplaza por la vía principal una vez se encuentra a 4m de la intersección. En conclusión tenemos visibilidad y el vehículo que circula por la vía secundaria puede tomar las precauciones para realizar la integración con seguridad. Una vez analizado este caso se verificara que el vehículo pueda realizar la maniobra según el TPD y de esta manera constatar que la distancia entre vehículos sea suficiente.

(31)

4.2.3. A

NÁLISIS DE SEPARACIÓN ENTRE VEHÍCULOS

.

Dado que las vías objeto de la presente guía corresponden con vías intermedias y locales en donde se manejan trafico bajos y velocidades se puede correlacionar la velocidad de los vehículos con la separación y por lo tanto la oportunidad de ingresar a la vía principal según la separación

Para realizar el análisis se tiene en cuenta el volumen horario que se varía de 100 a 1000 veh/h, volúmenes menores a 100 no se tienen en cuenta ya que la separación seria tal que permite el ingreso de los vehículos a la intersección sin problemas. Para el cálculo de la distancia de separación se correlaciona con la velocidad de operación.

De igual forma para realizar el cálculo se tuvieron en cuenta las ecuaciones del manual de diseño geométrico (VIAS, 2008) para la distancia de visibilidad de parada, teniendo en cuenta la presencia de pendiente, a continuación se presentan las ecuación utilizadas extraídas del manual de diseño geométrico (VIAS, 2008).

 Distancia de visibilidad de parada en vías sin pendiente

Donde

DP: Distancia de Visibilidad de parada, en metros.

Ve: Velocidad Específica del elemento sobre el cual se ejerce la maniobra

de frenado (VCH, VETH, VCV o VTV), en km/h.

t: Tiempo de percepción – reacción, igual a 2.5 s. a: Rata de desaceleración, igual a 3.4 m/s2.

 Distancia de visibilidad de para con pendientes.

Donde

d: Distancia recorrida durante el trabajo de frenado, en metros. p: Pendiente de la rampa, en porcentaje

(32)

Con base en lo anterior se estableció la separación para diferentes velocidades y volúmenes horarios, lo cual se presenta en la Tabla 17 y la Grafica 15

Velocidad de

operación 10 Km/h 20 Km/h 30 Km/h 40 Km/h

Veh/Hor

Intervalo Promedio

Seg/Veh

Veh/km Separación

(m) Veh/km

Separación

(m) Veh/km

Separación

(m) Veh/km

Separación (m)

100 36.00 10 100 5 200 3 300 3 400

200 18.00 20 50 10 100 7 150 5 200

300 12.00 30 33 15 67 10 100 8 133

400 9.00 40 25 20 50 13 75 10 100

500 7.20 50 20 25 40 17 60 13 80

600 6.00 60 17 30 33 20 50 15 67

700 5.14 70 14 35 29 23 43 18 57

800 4.50 80 13 40 25 27 38 20 50

900 4.00 90 11 45 22 30 33 23 44

1000 3.60 100 10 50 20 33 30 25 40

Tabla 17 - Parámetros mínimos recomendados para el diseño de intersecciones en T con pendientes en la vía principal de 0%

Grafica 15 Análisis de visibilidad según la velocidad de operación para pendientes sobre la vía principal iguales a 0%

(33)

(34)

Grafica 19 Análisis de visibilidad según la velocidad de operación para pendientes sobre la vía principal iguales a -5%

(35)

(36)

Cuando la separación entre vehículos se encuentra a la derecha de la línea que demarca la distancia de visibilidad de parada, la maniobra se puede adelantar sin riesgo de seguridad para los vehículos, se debe tener especial precaución en las distancias a la izquierda de la línea que demarca la distancia de visibilidad de parada ya que no existe el espacio suficiente para que el vehículo que circula por la vía principal se detenga al observar la posible incorporación de un vehículo sobre la vía secundaria.

4.2.3.1.

EJEMPLO

.

Establecer a partir de que volumen horario se permite ingresar a la vía principal cuando la velocidad de operación es de 40 km/h y esta tiene una pendiente de -15%

Para este se busca el valor de volumen horario donde se intercepta con la línea visibilidad de parada.

Con base en los resultados de la gráfica para volúmenes horarios menores a 675 veh/h es posible adelantar el ingreso sobre la vía secundaria ya que la distancia entre vehículos es mayor a la distancia de visibilidad de parada.

(37)

4.3. RECOMENDACIONES DE DISEÑO

En cada grafica existe una división horizontal para la identificación de las zonas de visibilidad, la cual está basada en la altura promedio de un sardinel, para cada caso en particular se debe verificar contra el valor visibilidad calculado y de esta manera poder complementar el análisis..

Cuando se verifique en perfil que la altura de visibilidad se encuentra entre 0.0 m y 0.20 m se puede suprimir el andén a desnivel en la esquina generando una textura diferente para garantizar la protección de los peatones.

En los casos que sea posible reconformar la pendiente de acceso para disminuir su inclinación con la presencia de curvas verticales o puntos de quiebre verticales se debe validar analizando la nueva altura de visibilidad, con lo anterior se pretende establecer si el ajuste a la pendiente será adecuado y se permitirá la visibilidad.

Siempre se debe verificar la intersección basada en las condiciones geométricas y una vez verificado este paso se debe evaluar el TPD.

Para realizar la verificación primero se debe constatar que geométricamente en perfil se puede realizar la maniobra debido a que existe visibilidad, un vez realizado este proceso se procede a comparar el TPD de la vía teniendo en cuenta la respectiva pendiente para verificar si la distancia de visibilidad de para es suficiente para lograr incorporarse entre la distancia de los vehículos, en caso de no poder realizar la maniobra segura se debe estudiar desde el transito que posibilidades de ingreso existen para lograr generar la maniobra, se recomienda evaluar los casos en los que el TPD es muy alto según la velocidad de diseño restringir o eliminar los ingresos.

En el caso que el TPD sea muy grande y la separación entre vehículos no sea adecuada para el ingreso seguro se debe señalizar de forma adecuada la intersección para que el vehículo que ingresa lo pueda hacer en condiciones de seguridad.

Adjunto al presente documento se encuentra un archivo de Excel formulado, donde se podrán sensibilizar cada uno de los parámetros analizados y por lo tanto se podrá particularizar el uso a cada situación específica de diseño.

Para las vías donde no se cuente con visibilidad una vez realizado el análisis se recomienda peatonalizar la vía secundaria con el fin de evitar incidentes.

En los casos donde el trafico medio expresado en vehículo por hora muy bajo y se concluya que la visibilidad es nula se puede mantener la vía secundaria vehicular con la respectiva señalización.

(38)

5. CONCLUSIONES

 Para determinar la seguridad de la intersección, basados desde el punto de la visibilidad es necesario conjugar las gráficas planteadas para el análisis en planta y en perfil, acompañado del análisis del tránsito y generando un tránsito seguro.

 Es responsabilidad de diseñador recomendar los diferentes usos que se le puedan a las vías según el análisis realizado.

 El análisis mostrado corresponde a una condición en la cual los paramentos se encuentran separados dos metros del sardinel, por lo tanto la aplicación de las gráficas presentadas están limitadas a estas condiciones, en caso que se requiera realizar un análisis diferente se debe utilizar el archivo de Excel adjunto al presente documento.

 El análisis realizado con la presente guía no exime al diseñador de realizar sus propias verificaciones, siendo el diseñador el único responsable por el uso y adopción de los resultados aquí mostrados, en caso de presentarse inconsistencias durante la operación la persona que elaboro la presente guía no será responsable.

 Adjunto al presente documento se encuentra un archivo de Excel formulado, donde se podrán sensibilizar cada uno de los parámetros analizados y por lo tanto se podrá particularizar el uso a cada situación específica de diseño. Los parámetros que se pueden variar son

Y Distancia del vehículo sobre la vía secundaria a la intersección.

Separación del paramento al sardinel paralelo a la vía principal (Variable).

Separación del vehículo desde el sardinel hasta la línea de visión del vehículo paralela a la vía principal (Asumida en 1 m)

Separación del paramento al sardinel paralelo a la vía secundaria (Variable).

Separación del vehículo desde el sardinel hasta la línea de visión del vehículo paralela a la vía secundaria (asumida en 2 m)

Pendiente en porcentaje de la vía secundaria (Variable)

Pendiente en porcentaje de la vía principal (Variable)

Altura Promedio de visibilidad del vehículo que se aproxima a la intersección sobre la vía secundaria (Asumida en 1m)

Altura del Obstáculo sobre la vía principal (Asumida en 0.60m)

 Dado que el alcance de la presente guía se estableció para un tipo de intersección es posible aumentar los análisis efectuar para diferentes configuración y tipos de intersección a partir de la metodología presentada.

(39)

6. BIBLIOGRAFÍA

 Plan de Ordenamiento territorial

http://www.sdp.gov.co/portal/page/portal/PortalSDP/POT_2020

 Documento Plan de Ordenamiento Territorial

http://www.sdp.gov.co/portal/page/portal/PortalSDP/POT_2020/POT/Decreto-364.pdf

 Radios mínimos de empates de líneas de sardinel y demarcación para vías arterias y locales,

http://www.sdp.gov.co/portal/page/portal/PortalSDP/POT_2020/Documentos/Anex o_11_Radios_Giro.pdf

 Secciones Viales

http://www.sdp.gov.co/portal/page/portal/PortalSDP/POT_2020/Documentos/Anex o_8_Secciones_viales.pdf

VIAS, I. N. (2008). MANUAL DE DISEÑO GEOMETRICO. INVIAS.

 AASHTO (American Association of state Highway and Transportation officials). A Policy Geometric Design of Highways and Streets. 2011