CONTROL DE DISEÑO GEOMETRICO EN VIAS

INTRODUCCION 

Una carretera es un sistema que logra integrar beneficios, conveniencia, satisfacción y seguridad a sus usuarios, que conserva, aumenta y mejora los recursos naturales de la tierra, el agua y el aire y que colabora con el logro de los objetivos del desarrollo regional, industrial, comercial, residencial, recreacional y de salud pública.El Diseño geométrico de carreteras es el proceso de correlación entre sus elementos físicos y las características de operación de los vehículos, mediante el uso de las matemáticas, la física y la geometría. En ese sentido, la carretera que geométricamente definida por el trazado de su eje en planta y en perfil y por el trazado de su sección transversal.El diseño geométrico en planta , o alineamiento horizontal, es la proyección sobre un plano horizontal del eje real o espacial de la carretera constituido por una serie de tramos rectos llamados tangentes enlazados entre sí por curvas.

 

VOLUMEN DE TRÁFICOEl volumen de tráfico de una carretera esta determinado por el número y el tipo de vehículos que pasan por un punto dado durante un periodo de tiempo especifico. La unidad de medida generalmente usada en el trafico promedio diario (TPD), que se calcula tomando el volumen total durante un periodo determinado, de preferencia un año, y dividiéndolo por el numero de días del periodo. El volumen medio en 24 horas, así obtenido, es un índice de la importancia de una vía de comunicación pero no puede utilizarse como norma de diseño para ampliaciones estructurales de esa vía o para el proyecto de otra similar, pues dicho volumen tiene un cambio sensible en las diferentes horas del día y una fluctuación grande en los volúmenes de trafico a lo largodel año. En busca de una unidad más favorable para el diseño, considerada en un periodo de tiempo más corto, se ha

adoptado el tráfico horario como base para determinar el volumen de diseño. El tráfico horario se obtiene por conteos de vehículos en periodos de 60 minutos. Desde luego el máximo volumen horario registrado en un año podría ser tampoco norma de diseño, como no podrían serlo los registrados en orden descendente en un escaso numero de horas inmediatas a la hora-pico, pues de diseñarse una vía con tan altos índices de trafico equivaldría a dotarla de una costosa capacidad no utilizable durante las horas restantes del año. Se ha adoptado como volumen horario de diseño el denominado “trigésimo volumen máximo horario” (30 VM), o sea aquel que es superado solamente por el registrado en 29 horas de las 8760 del año. El fundamento de este criterio se explicaen seguida.

VEHICULOS DE DISEÑOConjuntamente con los datos sobre tráfico, los relacionados con el tamaño y limitaciones de operación de los vehículos constituyen a base para determinar las características geométricas de las carreteras. El vehiculo tipo usado para el proyecto de operaciones normales en una carretera debe ser el mayor que represente un porcentaje significativo del trafico que ella debe acomodar. Para el proyecto de vías que tengan una considerable proporción de camiones el vehiculo tipo estará representado por una combinación de camión y remolque o semi-remolque. Para obtener las dimensiones teóricas del vehiculo de diseño es necesario conocer si aquel para el cual se van a establecer las condiciones de seguridad y comodidad de la vía será el vehiculo mas probable del año meta. Al efecto, los tratados sobre ingeniería de vías presentan cuadros con promedio de dimensiones de vehículos americanos y europeos, señalando con gráficos las modificaciones ocurridas en los últimos quinquenios o decenios. Las dimensiones requeridas como características de tamaño de los vehículos son: 

Longitud

AnchuraAltura

Distancia entre ejesRadio de giro mínimo

 El radio mínimo de giro de u vehiculo es el radio de la trayectoria mínima externa de giro descrita por su llanta externa delantera. Esta trayectoria depende de la distancia entre los ejes o base rígida y del ancho entre las caras externas de las llantas. Para el diseño, la velocidad de giro se considera inferior a 15 Km./h.En los vehículos livianos de pasajeros el radio de giro mínimo es 8,50 m, seleccionado para el mayor modelo excepto uno. Para los camiones y buses americanos de gran tamaño el radio mínimo de giro es variable de acuerdo con el tamaño de las llantas y estas pueden aumentarlo de 13,70 a 15,20 m. Para la combinación de camión y semi-remolque, que es la más común en las autopistas, con longitud total comprendida entre 13,10 y 15,25 m, el radio mínimo de giro varia, respectivamente, entre 12,20 y 13,40 m. la combinación camión-remolque puede girar con radios menores. En Colombia, las dimensiones medias de los buses de mayor tamaño que circulan en las carreteras principales, como un Mercury-600 de 34 pasajeros, son las siguientes: 

Distancia entre ejes 5,70 m Saliente delantera 0,90

Saliente trasera 2,70 Longitud total 9,30.

 Ancho de carrocería 2,70Altura ojo del conductor 1,90Altura de capota 2,60

 El Ministerio de Obras Publicas recomienda, como galibo

mínimo o altura libre para transito de camiones cargados por pasos inferiores, 4,90 m. CAPACIDAD DE UNA VIA

Según sea el tipo de vía: peatonal, o para carros se puede calcular la capacidad que posee una vía para no causar embotellamientos.

La posibilidad de una carretera para alojar un volumen dado de vehículos en tiempo determinado se llama capacidad.La capacidad teórica o posible de una vía ha sido determinada en 2000 vehículos por hora en una dirección, tomando en cuenta una velocidad media entre 70 y 80 Km./h, separaciones entre vehículos de 30 m aproximadamente uno de otro, con 3,65 m como ancho de canal y en circunstancias optimas en que existía simultaneidad de condiciones prevalecientes, asi: buen alineamiento de la vía, distancia de visibilidad suficiente para dos canales y dos direcciones, transito ininterrumpido de vehículos livianos que marchen a igual velocidad y espacios laterales libres de toda obstrucción en una distancia mínima de 1,80m. Esas condiciones ideales no podrían asumirse en ninguna forma como criterio de diseño. Se ha buscado entonces la “capacidad practica de trabajo” determinada por observaciones directas a través de recuentos o conteos de volúmenes de trafico hasta registrar volúmenes críticos que producen la congestión, obteniéndose asi la capacidad máxima practica de trabajo representada en el mayor volumen que haya alcanzado el trafico antes de congestionarse o antes de perder la velocidad estipulada. Do todas las fuentes técnicas que han estudiado este

asunto, como el Instituto de Ingenieros de Transito y la Oficina de Caminos Públicos de los Estados Unidos, se ha deducido como capacidades máximas de trabajo en carreteras con carriles de 3,60 m de ancho, condiciones excelentes de alineamiento y visibilidad y velocidades promedio de 70 a 80 Km. /h, las siguientes: Carretera de 2 carriles: 900 automóviles por hora en totalCarretera de 3 carriles: 1500 automóviles por hora en totalDe 4 o más carriles: 1000 automóviles por hora por

carril, en los carriles de la dirección del mayor movimiento.

  Como volumen horario de diseño no es prudente adoptar la capacidad máxima de trabajo de una carretera, medida en las condiciones favorables en que se han obtenido estos índices, pues entre los factores que limitan la capacidad de una vía pueden enumerarse: 

a)    El ancho del canalb)   Las obstrucciones laterales: postes, muros y otrasc)     El ancho y la condición de vehículos pesadosd)    Los alineamientos horizontal y vertical,

especialmente en lo relativoa visibilidad. 

ZONA DE INFLUENCIA

Se tienen que tener en cuenta que la via puede tener construcciones a lado y lado de esta, esto se denomina zona de influencia.

Se denomina zona de influencia de una carretera al área geográfica que comprende todos los sitios cuyo tráfico es

tributario de ella. Determinar la zona de influencia de una vía existente es tarea sencilla, pues basta con aforar sus afluentes de tráfico mediante conteos o encuestas de origen y destino. En cambio, predecir el trafico probable de una carretera en proyecto, con base en su zona de influencia, es cuestión compleja que debe resolverse en función de las conveniencias de los usuarios en lo referente al transporte. Para la delimitacion de esa zona influyen, también, las condiciones topográficas de la región y las facilidades de transito. Sean, por ejemplo (Fig. 55), dos centros importantes de una red vial (A Y B), comunicados entre si por dos carreteras orientadas de sur a norte, la una por el occidente (M) y la otra por el oriente (N).Si no existen más que esas dos vías entre los puntos dados, sus respectivas zonas de influencia estarán constituidas asi: la de la línea AMB por toda la región situada al occidente de ella y por parte de la comprendida entre las dos líneas, y la ANB por toda la región ubicada hacia el oriente de esta y por la parte restante del área limitada por tales líneas. La divisoria entre las zonas de influencia será determinada por el grado de atracción al tráfico de que dispongan una y otra de las vías referidas, atracción medida en las ventajas de orden económico que ofrezcan las respectivas tarifas de transporte. Influye en esa determinación el factor “demanda”, que es “la cuantía de los servicios provenientes del área de influencia del proyecto hacia la carretera, traducida en número de vehículos por unidad de tiempo”. Si en el área comprendida entre las carreteras del ejemplo hay un sitio de producción P que necesita salida hacia una de las dos arterias de transito, pertenecerá ese sitio a la zona de influencia de la carretera que le convenga económicamente utilizar. Con este criterio se delimitaran las dos zonas y puede plantarse esquemáticamente la cuestión del limite requerido para deducir un

procedimiento grafico que permita conocer de que vía es tributario un sitio dado.