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.
Tomado del Manual de Se
ñ
alizaci
INVIAS

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
.
TPD
Terreno ≤ 500 500 – 2000 > 2000
Escarpado 40 40
Montañoso 50 60 60 – 80
Ondulado 60 80 80 – 100
Plano 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 =
Distanciadel tramo
Tiempoenque el vehículorecorreel 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.

CapacidadCapacidad
Tomada de http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:I80_Eastshore_Fwy.jpg

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
Tomada de http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Crash_test_landwind_25810.jpg
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 e
influencia 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.
Tomada de http://www.grsproadsafety.org/?pageid=329&template=why

¿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
© INVIAS. Tomada de http://www.invias.gov.co/info/mapas07/24TOLIMA/24TOLIMA.htm

Vías terciarias del Tolima a cargo del Instituto Nacional de Vías
© INVIAS. Tomada de http://www.invias.gov.co/invias/red_terce/26TOLIMA.jpg

Ejemplo de una autopista
Tomado de http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:I40i85NC.jpg

Ejemplo de control de accesos en una autopista. A la izquierda en zona
urbana y a la derecha en zona rural.
Tomado de http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Autobahn_anschluss1.jpg
Tomado de http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:I405_at_CA_19.jpg

Ejemplo de una vía multicarril en terreno plano
Tomado de http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:A_20_bei_Langsdorf.jpg
Derecho de vía

Ejemplo de una vía multicarril en terreno plano en Colombia
Derecho de vía
(una calzada)

Ejemplo de una carretera de primer orden de dos carriles en terreno
montañoso
© Alain Fradette. “There are no usage restrictions for this photo”.
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Cabot_Trail.jpg

Ejemplo de una carretera secundaria en terreno escarpadoTomada de http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Col_de_Braussmall.jpg

Ejemplo de una carretera secundaria en terreno escarpado en Colombia
© INVIAS. Tomado de http://www.invias.gov.co/invias/images/rsgallery/original/pe_asanpablo.jpg

Ejemplo de una carretera terciaria vecinalTomada de http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Der_Weg.jpg

Ejemplo de una carretera terciaria veredal en Colombia

Según su velocidad de diseño:
Velocidad de diseño (km/h)
30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Plano
Ondulado
Montañoso
Escarpado
Plano
Ondulado
Montañoso
Escarpado
Plano
Ondulado
Montañoso
Escarpado
Plano
Ondulado
Montañoso
Escarpado
Tipo de
Carretera
Tipo de
Terreno
Carretera
principal de dos
calzadas
Carretera
principal de una
calzada
Carretera
secundaria
Carretera
terciaria
Tomada del Manual de Dise

¡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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