INFOrME EsPECIaL
CarrEtEras y vías
Metodología para construir Analizar la cartografía de la zona, identificar corredores de ruta, reconocer tramos homogéneos, implementar estudios de impacto ambiental y hacer evaluaciones económicas son solo algunos de los aspectos que se deben tener en cuenta al planear y ejecutar proyectos de infraestructura vial.
El proceso de construcción de una vía tiene, básicamente, dos responsables: la entidad contratante, “que previo a la licitación debe contar como requisito mínimo con la información de ingeniería básica (estudios fase I o prefactibilidad, y fase II o factibilidad); y si el riesgo de imprevistos es alto, tener información de ingeniería de detalle (fase III o diseños definitivos)”, explica Juan Martín Caicedo, presidente de la Cámara Colombiana de la Infraestructura (CCI). Y el contratista que, por su parte, debe encargarse de la elaboración detallada de los estudios y diseños previos de un proyecto, pues esto determinará la construcción de presupuestos reales y reducirá los imprevistos en obra. “El grado de exactitud en la determinación del costo puede variar entre 75 y 80 % en la fase II, y hasta 90 a 95 % en la fase III”, agrega. Dada la importancia de contar con esta información, Construdata recoge los principales elementos metodológicos del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras –desarrollado por el INVÍAS–, que constituyen las diferentes etapas de la planeación y ejecución de carreteras primarias, secundarias y terciarias, y que deben ser tenidos en cuenta para que una obra vial responda a la demanda de transporte de forma segura, cómoda y eficiente.
30
FASE I PREFACTIBILIDAD En esta etapa se deben identificar uno o varios corredores de ruta posibles, realizar el prediseño de la carretera a lo largo de cada corredor y acudir a costos obtenidos en proyectos con condiciones similares para hacer una proyección económica. “El objetivo primordial es establecer si el proyecto es viable económicamente, es decir, si supera los umbrales preestablecidos para indicadores como la relación costo beneficio. Si la evaluación no es satisfactoria, el proyecto se archiva. En caso contrario, los corredores que presentaron mayor rentabilidad avanzan a la fase II”, explica Félix Caicedo, magíster en Ingeniera de Transportes de la Universidad Nacional de Colombia. Actividades por realizar en esta fase:
1
Adquirir la cartografía existente de la zona
Obtener mapas topográficos y geológicos en escalas reducidas; fotografías aéreas a escala 1:50.000 o 1:40.000; restituciones fotogramétricas a escala 1:10.000 con curvas de nivel cada 25 m o menos, si es posible; e imágenes provenientes de Sistemas de Información Geográfica (SIG).
CONstrUData
5
INFOrME EsPECIaL
CarrEtEras y vías
Reconocer tramos homogéneos
Para garantizar la consistencia en la velocidad, identificar a lo largo del corredor de ruta tramos homogéneos a los que, por las condiciones topográficas, se les pueda asignar una misma velocidad. Es necesario tener en cuenta que: • La longitud mínima de un tramo de carretera con una velocidad de diseño dada debe ser de 3 km para velocidades entre 20 y 50 km/h, y de 4 km para velocidades entre 60 y 110 km/h.
• La diferencia de la velocidad de diseño entre tramos adyacentes no puede ser mayor a 20 km/h. No obstante, si existe un marcado cambio en el tipo de terreno en un sector corto del corredor de ruta, es necesario establecer un tramo con longitud menor a la especificada. La diferencia de su velocidad de diseño con la de los tramos adyacentes no puede ser mayor de 10 km/h.
Estos pasos deben aplicarse para cada uno de los corredores de ruta.
4
Efectuar reconocimientos aéreos
Para corroborar supuestos realizados a partir de la cartografía, es necesario realizar reconocimientos aéreos que permitan ratificar o descartar la viabilidad de los corredores de ruta propuestos.
6
Asignar la velocidad de diseño preliminar
Para cada uno de los tramos homogéneos identificados, establecer una velocidad de diseño preliminar conforme con los siguientes criterios:
Categoría de la carretera
Primaria de dos calzadas
3
Identificar posibles corredores de ruta
Considerar aspectos como la estabilidad geológica y geotécnica, el terreno (plano, ondulado, montañoso o escarpado), el drenaje, los cauces, las fuentes de materiales y los ecosistemas.
Primaria de una calzada
Secundaria
Terciaria
2
Realizar estudios de tránsito
Proyectar la demanda de tránsito para los próximos 20 años a partir de la fecha de entrada en operación de la carretera. Incluir el Volumen Horario de Demanda (VHD) que determina las condiciones de servicio aceptables y las características que deben otorgarse al proyecto para evitar problemas por congestión.
EDICIÓN 168 SEPTIEMBRE - NOVIEMBRE 2013
7
Tipo de terreno
Velocidad de diseño de un tramo homogéneo VTR (km/h) 20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plano Ondulado Montañoso Escarpado Plano Ondulado Montañoso Escarpado Plano Ondulado Montañoso Escarpado Plano Ondulado Montañoso Escarpado
Trazar la línea de ceros sobre restituciones fotogramétricas a escala 1:10.000
Sin exceder la Pendiente Media máxima (PMmáx) del corredor de ruta, asociada a la velocidad de diseño preliminar y asignada a cada tramo homogéneo, dibujar la línea de ceros entre los puntos secundarios de control que marcan las fronteras entre tramos.
Recuerde que la PMmáx en un tramo homogéneo debe ser menor que la pendiente máxima permitida para una tangente vertical en dicha distancia. Así mismo, el valor de la PMmáx en ningún caso puede ser superior a 7 %.
31
110
INFOrME EsPECIaL
CarrEtEras y vías
10
Aplicar estudios de capacidad y nivel de servicio
Para cada tramo homogéneo identificado, y según la velocidad de diseño preliminar asumida, realizar el prediseño de un subtramo representativo (mínimo de 1 km de longitud). Calcular el volumen horario que hace que la velocidad de operación sea la mínima necesaria para un Nivel de Servicio D (remítase a la teoría de capacidad de carreteras desarrollada por el Transportation Research Board -TRB-), compararlo con el VHD del año 20 y concluir si la velocidad de diseño escogida para el tramo es la adecuada.
9
Si se concluye que la velocidad de diseño preliminar es adecuada, entonces esta será la definitiva. Por el contrario, si resulta muy baja o muy alta, se debe asignar una nueva (dentro del rango indicado en la actividad 6) y reiniciar el proceso.
12 Ajustar los tramos y sus velocidades
Si el reconocimiento terrestre revela la necesidad de descartar total o parcialmente un corredor de ruta y/o cambiar las velocidades de diseño consideradas para dichos tramos, replantear el procedimiento desde la actividad 5.
8
11
Asignar la velocidad de diseño definitiva
Trazado de la línea de ceros en el terreno
Una vez definidas las fronteras entre tramos homogéneos y asignadas las velocidades de diseño, trazar la línea de ceros en el terreno con el fin de verificar si es posible conectar los puntos extremos del tramo, es decir, sus fronteras.
Realizar un reconocimiento terrestre
Para definir si la línea de ceros es factible, establecer con un altímetro la cota de los puntos secundarios de control propuestos. Con el desarrollo de dicha línea, medido sobre las mismas restituciones, calcular la pendiente media del corredor entre puntos de control. Luego constatar, sobre la realidad del terreno, si se supera o no la máxima permitida según la velocidad de diseño asignada al tramo homogéneo.
13
Elaborar el croquis de la línea de ceros en el terreno
16
Elaborar el informe final con todos los hallazgos
15
Realizar una evaluación económica preliminar
Utilizar el modelo de simulación HDM-4 y comparar durante un periodo de tiempo los costos de construcción y mantenimiento rutinario y periódico, con los beneficios que se obtendrían, representados en los ahorros en el costo de la operación vehicular.
14
Fijar el estudio preliminar de impacto ambiental
Seguir los lineamientos establecidos en la Guía de manejo ambiental de proyectos de infraestructura, desarrollada por el INVÍAS.
Realizar el dibujo a partir de los datos topográficos levantados en el terreno utilizando instrumentos que pueden no ser de precisión como la brújula, el nivel Abney o la cinta.
Además, es indispensable validar la estabilidad geológica y geotécnica, el drenaje, las fuentes de materiales, los ecosistemas y otros aspectos formulados con base en la cartografía.
32
CONstrUData
FASE II FACTIBILIDAD
$
A esta etapa avanzan solo los corredores de ruta que presentaron mayor rentabilidad en la fase I. Entre otras actividades, se deben efectuar las siguientes:
1
Realizar un reconocimiento terrestre del corredor
Hacer énfasis en la identificación de los puntos secundarios de control que son las fronteras entre los tramos homogéneos de diseño.
2
Replantear la línea de ceros en el terreno
Usar el croquis creado en la actividad 13 de la fase I.
3
Elaborar el levantamiento topográfico del corredor
Medir, calcular y dibujar para determinar la posición relativa de los puntos que conforman la extensión de tierra. Incorporar instrumentos de última tecnología como GPS para obtener resultados más detallados.
4
7
Obtener diseños y estudios preliminares complementarios
Implementar estudios iniciales sobre predios para la adquisición del ancho de zona, bancos de préstamo de material para terraplenes, y fuentes de materiales para concretos y pavimentos. Asimismo, efectuar prediseños de la solución para la estabilización de laderas, de los taludes y su protección, del plan de manejo de botaderos, del pavimento, de las intersecciones viales, y de obras especiales que se requieran, como viaductos y túneles.
8
Elaborar el presupuesto preliminar
Incluir, como mínimo, los siguientes rubros: adquisición de predios, movimiento de tierras (excavaciones, terraplenes y acarreos), estabilización de laderas y taludes, obras de drenaje menor, estructuras, intersecciones, pavimentos, señalización y demarcación, amueblamiento, obras de mitigación ambiental e interventoría de la construcción.
9
Realizar la evaluación económica definitiva
Aprovechando los datos más detallados, concretar si el proyecto es viable económicamente.
6
Aplicar el estudio definitivo de impacto ambiental
Si la huella ambiental no es mitigable, descartar el proyecto, al menos por el corredor de ruta en estudio. Por el contrario, si se puede reducir, continúe con las siguientes actividades.
5
10
Elaborar el informe final con todos los hallazgos
Establecer el diseño definitivo del eje en planta y los prediseños en perfil y en sección transversal
Proponer una primera alternativa para contemplar aspectos como requerimientos de estabilización de laderas, prediseño de taludes, capacidad portante y compresibilidad de los estratos que servirían como fundación de terraplenes y estructuras viales, localización de zonas de material de préstamo para
terraplenes, estudios de hidrología e hidráulica de cauces, y prediseño de intersecciones con otras carreteras. Si el diseño resultante es susceptible de mejoras en la posición del eje en planta, ejecutarlas y realizar nuevamente la actividad.
Ejecutar un estudio preliminar de la estratigrafía a lo largo del corredor
Tanto el diseño en perfil como la sección transversal están condicionados por la naturaleza de los materiales que eventualmente deban ser
EDICIÓN 168 SEPTIEMBRE - NOVIEMBRE 2013
INFOrME EsPECIaL
CarrEtEras y vías
excavados. Por esta razón, se deben utilizar métodos indirectos y de bajo costo para examinar e interpretar las rocas sedimentarias estratificadas.
33
INFOrME EsPECIaL
CarrEtEras y vías
FASE III DISEÑOS DEFINITIVOS En esta etapa se elaboran los diseños detallados, tanto geométricos como de todas las estructuras y obras complementarias que se requieran. Estas son las actividades que se deben realizar:
6
7
Hacer estudios y diseños complementarios definitivos
Calcular el cuadro de cantidades de obra e incluir el precio unitario de cada uno de los ítems involucrados en el proyecto. No olvidar la adición por la interventoría de la construcción.
Profundizar y concretar los estudios y diseños de la actividad 7 de la fase II.
1
Elaborar el presupuesto definitivo
Mejorar la topografía
De considerarse necesario, optimizar la precisión del levantamiento topográfico logrado en la fase II. Para ello, puede procederse de dos formas: • Densificar la nube de puntos en el ancho de zona radiando desde las bases de topografía existentes a lo largo del corredor. Las coordenadas de los puntos adicionales se incorporan al modelo digital, con lo que se obtiene mayor exactitud en la topografía. • Localizar el eje de la carretera radiando desde las bases de topografía existentes a lo largo del corredor y utilizando las carteras elaboradas durante la fase II del proyecto.
2
Realizar una evaluación geotécnica a lo largo de la carretera
Definir con exactitud el perfil estratigráfico y las características de los materiales. Ejecutar sondeos y toma de muestras para ensayos de laboratorio.
3
Analizar los movimientos de tierras
Determinar los volúmenes de excavación a lo largo del eje (discriminándolos en roca y material común), de terraplén, de excavación en bancos de préstamo para terraplenes, y la programación de los acarreos utilizando el Diagrama de Curva– Masa u otra herramienta equivalente.
4
Ejecutar el diseño definitivo del eje en perfil y de las secciones transversales
8
Elaborar la documentación final
Es necesario asegurarse de que contenga los planos planta-perfil de la carretera (incluidas sus intersecciones), planos con el diseño de las secciones transversales cada 10 m y en abscisas especiales (TE, EC, CE, ET, obras viales), carteras de campo y oficina, estudios y diseños complementarios definitivos, y los pliegos de licitación para la construcción.
Elaborar estudios previos al diseño del eje en perfil y de la sección transversal
Precisar parámetros como inclinación máxima de los taludes en función de su altura; localización de botaderos y de bancos de préstamo de materiales aptos para la construcción de terraplenes; cota mínima de rasante en los emplazamientos de las obras de cruce de cauces como puentes y pontones; espaciamiento máximo entre alcantarillas; diseño de las cunetas, y espesor del pavimento.
34
5
Para profundizar las tres fases de la planeación y ejecución de carreteras, es necesario consultar el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del INVÍAS.
CONstrUData
CarrEtEras y vías
S.A.S. ¿CÓMO MEJORAR UNA VÍA EXISTENTE? El incremento en el volumen de tránsito que determina la ampliación de una vía a dos calzadas con separador central, el aumento de la velocidad de los vehículos que requiere ofrecer –en las carreteras de dos carriles– longitud suficiente con visibilidad de adelantamiento, y la eliminación de puntos críticos de accidentalidad son algunas situaciones que justifican la intervención de una carretera. “El mejoramiento que implica una rectificación debe ser completo y obedecer a estándares congruentes en sus alineamientos horizontal, vertical y en sección transversal”, puntualiza Félix Caicedo, experto en transporte. “Es necesario cumplir los criterios de diseño geométrico correspondientes a carreteras nuevas y, hasta donde sea posible, aprovechar la infraestructura existente”, añade. Al igual que el diseño de una vía nueva, el mejoramiento de una carretera existente se lleva a cabo en tres etapas consecutivas:
Foto: cortesía Universidad Nacional
• Fase I. Contemplar varias alternativas de mejoramiento, valorando los aspectos geológico, geométrico, ambiental y socioeconómico. • Fase II. Priorizar y ahondar en las alternativas sugeridas, y realizar el diseño geométrico preliminar del mejoramiento. • Fase III. Elaborar los diseños definitivos, que una vez aprobados por la entidad contratante, serán empleados en la construcción de la obra.
PLANTIDIESELES S.A.S. pone a su disposición un inventario de plantas eléctricas nuevas ensambladas en nuestras instalaciones e importadas, con capacidad desde 2,5 Kilovatios hasta 3.000 Kilovatios con motores diésel, en versiones abierta o con cabina insonora, para atender las necesidades particulares de sus clientes.
Alquileres Alquiler de Plantas Eléctricas, Tableros de Distribución, Motores Diésel, Torres de Iluminación y más. Productos y Servicios Plantas Eléctricas Generadores Eléctricos Torres de Iluminación Cabinas Insonoras Transferencias Automáticas Tableros
Motores Diésel Reparación, Mantenimiento y Asistencia Técnica
Carrera 127 No. 22G - 18 Bodegas 7-8 Agrupación industrial La Esperanza
Teléfonos: (57+1) 418 59 60 / 90 - 418 59 99 Bogotá - Colombia EDICIÓN 168 SEPTIEMBRE - NOVIEMBRE 2013
www.plantidieseles.com
Carreteras
Clasificación
El Manual de Diseño Geométrico de Carreteras 2008, desarrollado por el INVÍAS y adoptado como norma técnica para los proyectos de la red vial nacional mediante la resolución 000744 del 4 de marzo de 2009, establece varias tipologías de carreteras. Estas son las características técnicas de cada una.
Su clasificación se da por diversos criterios: de acuerdo con su necesidad operacional o funcionalidad, pueden ser nacionales o primarias, departamentales o secundarias, y municipales o terciarias; conforme con la topografía predominante en el tramo de estudio (a lo largo de un proyecto
pueden presentarse tramos homogéneos con diferentes tipos de topografía), pueden ser de terrenos plano, ondulado, montañoso y escarpado; según sus características, pueden ser autopistas, multicarriles o de dos direcciones; y, según el ancho de la vía, pueden ser estrechas, medias o anchas.
Por funcionalidad
Vías nacionales o primarias (Vp): troncales (vías con dirección predominante Norte-Sur) y transversales (Este-Oeste) que integran las principales zonas de producción y consumo, y conectan las fronteras con los puertos de comercio internacional.
Foto: cortesía Félix Caicedo
INFOrME EsPECIaL
CarrEtEras y vías
Doble calzada de la Ruta Nacional 55, en inmediaciones de la ciudad de Tunja, departamento de Boyacá.
36
CONstrUData
CarrEtEras y vías
ALQUILER DE EQUIPOS Y MAQUINARIA PARA CONSTRUCCIÓN
Líder en alquiler de equipos de construcción
Asimismo, son estas las rutas a cuya construcción se ha comprometido el Gobierno Nacional mediante convenios con otros países. Por ejemplo, la carretera Marginal de la Selva, que une las regiones amazónicas de Bolivia, Perú, Ecuador, Colombia y Venezuela (ver recuadro Principales carreteras primarias).
First in scaffolding since 1936
Estas carreteras deben funcionar pavimentadas (conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados) y pueden ser de dos tipos: • Asfálticas o flexibles: constituidas por una capa de rodadura bituminosa apoyada generalmente sobre capas de material no ligado. • De concreto o rígidas: formadas por una losa de concreto hidráulico, apoyada sobre la subrasante o sobre una capa de material seleccionado, la cual se denomina subbase de pavimento rígido. Los pavimentos de concreto ofrecen mejor rendimiento a largo plazo, pues el costo de operación de los vehículos circulando sobre esta superficie es menor que el generado cuando transitan sobre asfalto. Además, existen estudios que revelan que el consumo de combustible también se reduce, las distancias de frenado son más cortas y con ello disminuyen los accidentes de tránsito. Debido a que la principal motivación para la construcción de una Vp es contribuir al desarrollo económico del país, y teniendo en cuenta las grandes inversiones requeridas para cumplir sus especificaciones geométricas (puede tener una o dos calzadas), el diseño se debe realizar en tres fases (prefactibilidad, factibilidad y diseños definitivos) y así evaluar rigurosamente su viabilidad económica y técnica. Vías departamentales o secundarias (Vs): carreteras que unen las cabeceras municipales entre sí y/o que provienen de una cabecera municipal y se conectan con una carretera primaria. Su construcción y mantenimiento es responsabilidad de los gobiernos departamentales y en la mayoría de los casos están elaboradas en afirmado, una capa compactada de grava o piedra chancada, que soporta las cargas y esfuerzos del tránsito; arena clasificada, para llenar los vacíos entre la grava y dar estabilidad a la capa; y finos plásticos (sobre todo arcilla) para dar cohesión a la grava y la arena. Vías municipales o terciarias (Vt): rutas que dependen administrativamente de los municipios y enlazan las cabeceras municipales con las veredas y/o las veredas entre sí. Al igual que las vías departamentales, funcionan en afirmado.
EDICIÓN 168 SEPTIEMBRE - NOVIEMBRE 2013
Presentes en: Barranquilla: Av. Circunvalar Cl. 110 No. 6 Qsn. - 522 Lote 19 Central de Servicios Zona Express Tels. (5) 385 3003 - 328 6510 - 328 7819 Bogotá: Km 7 vía Medellín, Siberia, Parque Empresarial Celta, Bodega 118 Tels. (1) 896 6261 / 66 / 98 Cel. 310 635 9481 Cartagena: Carretera Troncal de Occidente Calle 31 No. 103 - 64 al lado Urbanización El Rodeo Tels. (5) 653 9268 - 653 7343 - 653 6853 Santa Marta: Troncal del Caribe Km 2 vía Gaira Frente Trilladora Simón Bolívar Tel. (5) 435 7944 Cel. 310 626 6466
www.equinorte.co
INFOrME EsPECIaL
CarrEtEras y vías
PRINCIPALES CARRETERAS PRIMARIAS 90
45A
55
25
65
Nombre: Troncal de Occidente Comienzo: Puente Internacional de Rumichaca en la frontera con Ecuador Final: Barranquilla (Atlántico) Recorrido: 1 498 km Características: hay 120 km en doble calzada que van desde Cali hasta La Paila en Zarzal, y desde el Cruce Villarrica hasta Santander de Quilichao.
40
25
45
45
90 Nombre: Transversal del Caribe Comienzo: Turbo (Antioquia), cerca de la frontera con Panamá Final: Paraguachón (La Guajira), en la frontera con Venezuela Recorrido: 841 km Características: conecta Montería, Sincelejo, Cartagena de Indias, Barranquilla, Santa Marta y Riohacha. Se une con la Troncal del Magdalena en La Y de Ciénaga (Magdalena), y con la Troncal de Occidente en dos puntos diferentes: en Tolú viejo, a 18 km de Sincelejo; y en Barranquilla.
38
Nombre: Troncal del Magdalena Comienzo: Puente Internacional de San Miguel en la frontera con Ecuador Final: La Y de Ciénaga (Magdalena), donde se encuentra con la Transversal del Caribe Recorrido: 1 478 km Características: corre paralela al cauce del río Magdalena, y permite la integración del centro del país con los puertos de Cartagena de Indias, Barranquilla y Santa Marta.
65 Nombre: Carretera Marginal de la Selva Comienzo: Villagarzón (Putumayo) Final: Saravena (Arauca), en la frontera con Venezuela Recorrido: 1 073 km Características: el tramo comprendido entre Mina Blanca (Caquetá) y La Uribe (Meta) no está construido aún, de manera que esta carretera está dividida en dos secciones: el trayecto sur es conocido como Troncal de la Selva, y el norte como Troncal del Llano.
CONstrUData
CarrEtEras y vías
55 Nombre: Troncal Central del Norte Comienzo: La Caro, en el municipio de Chía Final: Puerto Santander (Norte de Santander), en la frontera con Venezuela Recorrido: 603 km Características: permite la comunicación terrestre entre Bogotá y Boyacá, Santander, Norte de Santander y Venezuela. Se conecta con la Troncal Central y la Troncal del Magdalena.
Redes • Mallas • Estructuras LOMBANA HERMANOS CIA. LTDA.
Su aliado en todo momento… ¡Su seguridad nuestro compromiso!… Tenemos la más amplia producción de redes para protección de trabajo en alturas y encerramientos, elaboradas a mano, en mallas desde 2.5 cm, con cordones de nylon de 1 hasta 12 mm, de alta resistencia a la intemperie, con aditivo U.V. garantizando calidad y mayor durabilidad. Adaptables a cualquier espacio y medida, para evitar la caída de personas y objetos en áreas de riesgo como: construcciones, ventanales, escaleras, balcones, terrazas, y para encerramiento de áreas expuestas.
45A Nombre: Troncal Central Comienzo: Bogotá Final: San Alberto (Cesar), donde se conecta con la Troncal del Magdalena Recorrido: 501 km Características: permite la comunicación terrestre entre Bogotá y los departamentos de Boyacá y Santander, y de estos departamentos con la costa Caribe.
Nuestras redes son elaboradas en rombos, cuadros o hexágonos, con los más altos estándares de calidad, atendiendo las medidas requeridas por cada cliente o de acuerdo al diseño arquitectónico.
40 Nombre: Transversal Buenaventura - Puerto Carreño Comienzo: Buenaventura (Valle del Cauca) Final: Puerto Carreño (Vichada), en la frontera con Venezuela Recorrido: 1 434 km Características: une el puerto más importante del país con la frontera venezolana en Puerto Carreño. Además, comunica a Bogotá con los Llanos Orientales, y con la zona occidental y el eje cafetero.
EDICIÓN 168 SEPTIEMBRE - NOVIEMBRE 2013
Carrera 72 L No. 36 – 49 Sur Tels. 450
5620 – 563 9242 Cels. 316 526 9188 – 315 758 8232
lombanahnos@hotmail.com - www.mallas-redes.net
Por topografía
Terreno plano: carreteras que poseen pendientes transversales al eje de la vía menores de 5°. Exigen el mínimo movimiento de tierras durante la construcción, por lo que no presentan dificultad ni en su trazado ni en su explanación. Sus pendientes longitudinales son normalmente menores de 3 %. Estas vías permiten a los vehículos pesados mantener aproximadamente la misma velocidad de los automotores livianos. Terreno ondulado: carreteras que tienen pendientes transversales al eje de la vía entre 6° y 13°. Requieren movimiento moderado de tierras durante la construcción, lo que permite alineamientos más o menos rectos, sin mayores dificultades en el trazado y en la explanación. Sus pendientes longitudinales se encuentran entre 3 y 6 %. Estas vías exigen a los vehículos pesados reducir sus velocidades significativamente por debajo de las de los automotores livianos, sin que esto los lleve a operar a velocidades sostenidas en rampa por tiempo prolongado. Terreno montañoso: carreteras que poseen pendientes transversales al eje de la vía entre
13° y 40°. Requieren grandes movimientos de tierra durante la construcción, razón por la cual presentan dificultades en el trazado y en la explanación. Sus pendientes longitudinales predominantes se encuentran entre 6 y 8 %. Estas carreteras obligan a los vehículos pesados a operar a velocidades sostenidas en rampa durante distancias considerables.
elemento físico de los autos que viajan en otra dirección, en dos o más carriles. No se interrumpe el tránsito con entradas y salidas que obliguen a los vehículos a cambiar la velocidad ni con señales de pare. Además, los ingresos y salidas se hacen a través de ramales adjuntos que permiten ganar o perder velocidad con poca interferencia sobre el resto de automóviles que por allí se desplazan.
Terreno escarpado: carreteras que tienen pendientes transversales al eje de la vía generalmente superiores a 40°. Exigen el máximo movimiento de tierras durante la construcción, lo que acarrea grandes dificultades en el trazado y en la explanación, pues, usualmente, los alineamientos están definidos por divisorias de aguas. Por lo general, sus pendientes longitudinales son superiores a 8 %.
Carreteras multicarriles (MC): vías divididas, con dos o más carriles por sentido, con control parcial o total de acceso y salida.
Estas vías requieren que los vehículos pesados operen a menores velocidades sostenidas en rampa que las velocidades de operación requeridas en terreno montañoso, para distancias significativas y frecuentemente.
Estrechas (E): vías en las cuales la sección de circulación tiene un ancho inferior a los 5 m.
Por características
Autopistas (AP): vías en la cuales los vehículos pueden circular en una dirección determinada, separados por algún tipo de
Carreteras de dos direcciones (CC): vías de dos carriles, uno por cada sentido de circulación, con intersecciones a nivel y accesos directos desde sus márgenes.
Por ancho de la vía
Medias (M): vías en las que los vehículos circulan por una sección con un ancho que va de 5 a 6 m. Anchas (A): vías que pueden tener más de dos carriles y cada uno de ellos tiene más de 3,5 m de ancho.
Foto: cortesía Félix Caicedo
INFOrME EsPECIaL
CarrEtEras y vías
Vía terciaria de Granada (Cundinamarca), caracterizada por ser en terreno ondulado y carecer de zonas totalmente planas.
40
CONstrUData
CarrEtEras y vías
5
PAUTAS PARA DISEÑAR UNA CARRETERA NUEVA
1
Velocidad del diseño: para garantizar la consistencia en la velocidad, identifique a lo largo de la ruta tramos homogéneos a los que por las condiciones topográficas se les pueda asignar una misma velocidad. Esto evitará que los conductores sean sorprendidos por cambios bruscos y/o frecuentes de velocidad.
2
Diseño en planta del eje de la carretera: evite tramos en planta con alineamientos rectos demasiado largos (superiores a 1,5 km). Estos trayectos son monótonos durante el día, especialmente en zonas con temperatura alta, y en la noche aumentan el riesgo por deslumbramiento. Reemplácelos por curvas amplias de grandes radios (2 000 a 10 000 m) que obliguen al conductor a modificar suavemente su dirección y a mantenerse atento.
3
Consistencia del diseño geométrico de la carretera: anticipe la interacción de los elementos de la carretera y del entorno que esta afectará con las condiciones probables de operación vehicular, con el fin de evitar sobrecostos derivados de correcciones durante el proceso de construcción.
4
Intersecciones a nivel y desnivel: la solución de una intersección vial depende de la topografía del sitio, las características geométricas de las carreteras que se cruzan y las condiciones de su flujo vehicular. Priorice los movimientos más importantes sobre los secundarios; evite canalizaciones complicadas que obliguen a los vehículos a hacer recorridos demasiado largos; y limite la velocidad de los automóviles que acceden a la intersección en función de la visibilidad, incluso llegando a la detención total.
5
Aseguramiento de la calidad del diseño geométrico: asocie a cada actividad del diseño dos tipos de control (producción y recepción). El primero es una inspección interna que realiza el responsable de la actividad; y el segundo es una revisión ejercida en el tránsito de una actividad a otra, donde hay un traspaso de responsabilidades, y está a cargo del receptor. Para profundizar estos y otros lineamientos, consulte el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras, creado por el INVÍAS.
EDICIÓN 168 SEPTIEMBRE - NOVIEMBRE 2013
INFORME ESPECIAL
CARRETERAS Y VÍAS
Carreteras
Componentes
ANCHO DE LA ZONA O DERECHO DE VÍA
Diez elementos representativos que conforman el diseño geométrico de las carreteras.
1
Definición: faja de terreno determinada dentro de los siguientes rangos, salvo condiciones particulares del proyecto que justifiquen extrapolar el límite superior. Categoría de la carretera
Ancho de zona (m)
Primaria de dos calzadas
> 30
Primaria de una calzada
24-30
Secundaria
20-24
Terciaria
12
Función: el ancho está destinado a la construcción de la vía y sus futuras ampliaciones.
CORONA
3
Definición: conjunto formado por la calzada (zona de la vía pavimentada o acondicionada con algún tipo de material de afirmado) y las bermas (fajas comprendidas entre los bordes de la calzada y las cunetas). Los anchos varían según los siguientes rangos: Categoría de la carretera
Ancho de calzada (m)
Ancho de berma (m)
Primaria de dos calzadas
7,30
1,8/0,5-2,5/1,0*
Primaria de una calzada
7,00-7,30
1,50-2,50
Secundaria
6,00-7,30
0,50-1,80
Terciaria
6,00
0,50-1,00**
*Berma derecha e izquierda **Berma cuneta
SOBREANCHO
2
Definición: aumento en la sección transversal de una calzada en las curvas.
Función: asegurar espacios libres adecuados entre los vehículos que se cruzan en calzadas bidireccionales o unidireccionales, y entre el vehículo y el borde de la carretera.
42
Función: la calzada está destinada a la circulación de vehículos, y está constituida por dos o más carriles. Si está pavimentada, queda comprendida entre los bordes internos de las bermas. La demarcación que ayuda a definir los carriles y el ancho total se debe ejecutar de acuerdo con el Manual de Dispositivos para la Regulación del Tránsito en Calles y Carreteras de Colombia, del Ministerio de Transporte. Las bermas protegen el pavimento y sus capas inferiores (que de otro modo se verían afectadas por la erosión y la inestabilidad), permiten detenciones ocasionales de vehículos y ofrecen espacios adicionales para maniobras de emergencia. Deben estar libres de obstáculos y quedar compactadas homogéneamente en toda su sección.
CUNETA
4
Definición: zanja, revestida en concreto o no, construida paralelamente a las bermas. Su dimensión se deduce de cálculos hidráulicos, teniendo en cuenta la intensidad de la lluvia prevista, la naturaleza del terreno, la pendiente y el área que drenan.
Función: recoge y canaliza longitudinalmente las aguas superficiales y de infiltración. Las cunetas revestidas en concreto se diseñan para que al final de su longitud su sección llegue al nivel de rebosamiento. El control de rebosamiento aplica para el caso más crítico, cuando la cuneta tiene la pendiente longitudinal igual a la pendiente mínima de la vía (0,5 %). Las cunetas recubiertas en tierra se diseñan para asegurar que el agua no las erosione. El control por erosión depende del tipo de suelo de la subrasante, de la pendiente longitudinal de la vía y de la intensidad de la lluvia de diseño.
CONSTRUDATA
TALUD
5
Definición: paramento o superficie inclinada que limita lateralmente un corte o un terraplén. Su inclinación se mide por la tangente del ángulo que forman tales planos con la vertical en cada sección de la vía.
La inclinación de los taludes de corte es variable a lo largo de la vía según sea la calidad y estratificación de los suelos encontrados. Los taludes de corte y el terraplén se deben diseñar de acuerdo con el Manual de Estabilidad de Taludes, del INVÍAS.
7
ANDÉN Y SENDERO
Definición: espacios peatonales cuyo diseño debe ser continuo y a nivel, sin obstáculos con los predios colindantes, y tratado con materiales duros y antideslizantes. El ancho mínimo requerido para una persona es de 0,75 m y para garantizar el cruce de varias, de por lo menos 1,50 m. La elevación respecto de la corona adyacente debe estar entre 0,10 y 0,25 m. Función: destinados para la circulación peatonal, articula el acceso a los espacios públicos, edificaciones y sistemas de transporte. Son de uso restringido en áreas rurales debido al escaso número de transeúntes.
Si un terraplén debe cimentarse sobre terrenos que presenten inclinaciones superiores a 20 %, es necesario realizar obras especiales para minimizar los peligros de deslizamiento o asentamientos diferenciales excesivos. En el caso de la construcción de terraplenes en laderas con pendientes pronunciadas, deben erigirse escalones que minimicen el riesgo de movimientos de masa de tierra. Función: limitar la explanación.
CARRIL ESPECIAL DE ASCENSO
6
Definición: parte de la calzada creada cuando se excede la longitud crítica de pendiente. La longitud mínima debe corresponder a un tiempo de recorrido de 20 s a la Velocidad Específica de la tangente vertical (VTV), y no ser menor de 300 m. Como mínimo, debe tener 3 m de ancho. Función: facilitar el ascenso de vehículos pesados en rampas largas con pendientes superiores a 3 %, evitando la disminución de su velocidad.
EDICIÓN 168 SEPTIEMBRE - NOVIEMBRE 2013
SEÑALIZACIÓN VERTICAL
SEPARADOR
9
Definición: zona verde o dura ubicada paralelamente al eje de la carretera y que se extiende entre las cunetas interiores de ambas calzadas. En terreno plano, su ancho suele ser constante, pero en terreno montañoso es variable. Si esta medida varía entre 4 m y 10 m, es necesario instalar barreras de seguridad solo si el volumen de tránsito así lo demanda.
Función: además de dividir la circulación de las calzadas, contribuye a disminuir cualquier interferencia como el deslumbramiento nocturno. Aunque es más costoso el desarrollo de un separador considerablemente ancho, es conveniente para futuras ampliaciones de las calzadas.
8
Definición: placas fijadas en postes o estructuras instaladas sobre la vía o adyacentes a ella.
Función: prevenir a los conductores sobre la existencia de peligros y cambios en la topografía de la zona, además de reglamentar las prohibiciones o restricciones respecto al uso de las carreteras.
10
LÍNEA DE CHAFLANES
Definición: representación en planta de los bordes de la explanación o líneas que unen las estacas de chaflán consecutivas.
Función: indican hasta dónde se extiende lateralmente el movimiento de tierras por causa de los cortes o de los terraplenes. Además, determinan la necesidad de eventuales compras adicionales de predios y la identificación preliminar de requerimientos de estructuras de contención.
43
INFORME ESPECIAL
CARRETERAS Y VÍAS