diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

217
Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 2019 Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el Aeropuerto El Dorado y el Dorado II, frente a la futura demanda de Aeropuerto El Dorado y el Dorado II, frente a la futura demanda de pasajeros pasajeros Laura Tatiana Martínez Vargas Universidad de La Salle, Bogotá Brandon Yesid Nossa Ortiz Universidad de La Salle, Bogotá Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil Part of the Civil Engineering Commons, Construction Engineering and Management Commons, and the Other Civil and Environmental Engineering Commons Citación recomendada Citación recomendada Martínez Vargas, L. T., & Nossa Ortiz, B. Y. (2019). Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el Aeropuerto El Dorado y el Dorado II, frente a la futura demanda de pasajeros. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/526 This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Civil by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. For more information, please contact [email protected].

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Page 1: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

Universidad de La Salle Universidad de La Salle

Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle

Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería

2019

Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

Aeropuerto El Dorado y el Dorado II, frente a la futura demanda de Aeropuerto El Dorado y el Dorado II, frente a la futura demanda de

pasajeros pasajeros

Laura Tatiana Martínez Vargas Universidad de La Salle, Bogotá

Brandon Yesid Nossa Ortiz Universidad de La Salle, Bogotá

Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil

Part of the Civil Engineering Commons, Construction Engineering and Management Commons, and

the Other Civil and Environmental Engineering Commons

Citación recomendada Citación recomendada Martínez Vargas, L. T., & Nossa Ortiz, B. Y. (2019). Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el Aeropuerto El Dorado y el Dorado II, frente a la futura demanda de pasajeros. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/526

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Page 2: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

DIAGNÓSTICO Y DISEÑO GEOMÉTRICO DE CONECTIVIDAD ENTRE EL

AEROPUERTO EL DORADO Y EL DORADO II, FRENTE A LA FUTURA

DEMANDA DE PASAJEROS.

LAURA TATIANA MARTÍNEZ VARGAS

BRANDON YESID NOSSA ORTIZ

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ D.C

2019

Page 3: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el Aeropuerto El Dorado y el

Dorado II, frente a la futura demanda de pasajeros.

Laura Tatiana Martínez Vargas

Brandon Yesid Nossa Ortiz

Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniero Civil

Director temático

Ing.

Ms.C. Álvaro Enrique Rodríguez Páez

Universidad de la Salle

Facultad de ingeniería

Programa de ingeniería civil

Bogotá D.C.

2019

Page 4: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

3

Agradecimientos

Expresamos como equipo de trabajo, nuestros más sinceros agradecimientos a:

El profesional MSc. Álvaro Enrique Rodríguez Páez; por su orientación y dedicación en el

desarrollo de esta investigación, por la confianza y el apoyo depositado, así como de las

innumerables horas de dedicación y atención al eje temático de la investigación.

Nuestros padres que con gran amor y sacrificio nos apoyaron durante todo el tiempo y brindarnos

lo mejor siempre, sus consejos siempre fueron una gran herramienta para nuestra formación

profesional.

El acompañamiento y apoyo de los decentes de la facultad de todas las ramas que con sus

conocimientos y el esfuerzo que dan enseñando, no habríamos conocido de lo completa que es

nuestra carrera y generado un amor por nuestra profesión, a los docentes de la rama de trasporte y

vías que con sus enseñanzas a lo largo de la carrera facilitaron el desarrollo del proyecto.

Nuestros compañeros que siempre estuvieron ahí donde más los necesitábamos, encontrando el

respaldo de cada uno de ellos a lo largo de la carrera.

Page 5: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

4

Dedicatoria

Dedico de manera especial a mi madre Claudia Vargas y a mi padre Libardo Martínez, pues ellos

fueron el principal cimiento en mi desarrollo personal y profesional, sentaron en mi toda su

confianza, las bases de la responsabilidad, deseos de superación, perseverancia y dedicación les

agradezco por el gran esfuerzo realizado.

Gracias a Dios por permitirme tener el amor y la calidez de la familia a la cual amo.

Laura Tatiana Martínez Vargas

Page 6: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

5

Dedicatoria

A mis padres Nelson Nossa y Luz Ortiz que siempre me apoyaron en cada paso que daba en mi

carrera, en especial a mi madre que siempre creyó en mí y estaba siempre que la necesite, a mi

hermano que siempre compartió conmigo, a mis compañeros que depositaron su confianza a lo

largo de la carrera.

Brandon Yesid Nossa Ortiz

Page 7: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

6

Tabla de contenido

Introducción .................................................................................................................................... 15

1. Descripción del problema ....................................................................................................... 16

2. Objetivos .................................................................................................................................. 18

2.1 Objetivo general .................................................................................................................... 18

2.2 Objetivos específicos ........................................................................................................ 18

3. Marco referencial .................................................................................................................... 19

3.1 Antecedentes .......................................................................................................................... 19

RegioTram ................................................................................................................................. 19

Noticias ...................................................................................................................................... 21

Trabajos relacionados ................................................................................................................ 23

4. Marco teórico ........................................................................................................................... 25

4.1 Conceptos ............................................................................................................................... 25

4.2 Volúmenes de tránsito ........................................................................................................ 30

Volúmenes de tránsito absolutos o totales ................................................................................ 30

Volúmenes de tránsito promedios diarios. ................................................................................ 30

4.3 Capacidad y nivel de servicio de una vía ................................................................................ 31

4.2.1 Niveles de análisis ...................................................................................................... 35

4.2.2 Tipo de infraestructura vial ......................................................................................... 36

4.2.3 Volúmenes de tránsito ................................................................................................ 40

5. Metodología ................................................................................................................................. 43

PRIMERA FASE ............................................................................................................................ 43

Descripción de los tramos ........................................................................................................... 43

Resultados de los aforos .............................................................................................................. 71

Determinación de la hora de aforo ............................................................................................ 71

Formatos de aforo ...................................................................................................................... 72

Ubicación de los puntos de aforo .............................................................................................. 76

Aforos ........................................................................................................................................ 83

SEGUNDA FASE .......................................................................................................................... 127

Cálculos con volúmenes ............................................................................................................. 127

Intersección semaforizada ....................................................................................................... 128

Tramos ..................................................................................................................................... 132

Niveles de servicio ...................................................................................................................... 136

Page 8: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

7

Intersección semaforizada ....................................................................................................... 136

Tramos ..................................................................................................................................... 148

Peajes ....................................................................................................................................... 158

Proyecciones del tránsito ............................................................................................................ 159

TERCERA FASE ........................................................................................................................... 172

Análisis volúmenes de tránsito ................................................................................................... 172

Intersección semaforizada ....................................................................................................... 172

Concesión CCFC S.A.S .......................................................................................................... 174

Concesión Sabana de Occidente S.A.S ................................................................................... 180

CUARTA FASE ............................................................................................................................. 185

Matriz comparativa ..................................................................................................................... 185

Matriz de análisis de datos .......................................................................................................... 187

QUINTA FASE .............................................................................................................................. 188

Justificación diseño ..................................................................................................................... 188

Diseño Geométrico de la Carretera ............................................................................................. 190

Diseño horizontal .................................................................................................................... 190

Curvas circulares simples ........................................................................................................ 192

Curvas Espiral ......................................................................................................................... 197

Calculo de áreas y volúmenes de los movimientos de tierra ................................................... 208

Estructura del pavimento ............................................................................................................ 209

6. Conclusiones .............................................................................................................................. 211

7. Bibliografía ................................................................................................................................ 215

Page 9: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

8

Lista de figuras

Figura 1. LRT Occidente Facatativá- Estación de la Sabana. ........................................................ 20

Figura 2. Tarifas del LRT Occidente. .............................................................................................. 20

Figura 3. Carretera de carril múltiple, dos carriles por sentido. Vía Madrid- Facatativá. ........... 36

Figura 4. Esquema metodológico para el análisis de carreteras de carriles múltiples. ................. 37

Figura 5. Categoría de vehículos. .................................................................................................... 42

Figura 6. Ejemplo de datos. Antioquia. ........................................................................................... 42

Figura 7. Concesión CCFC S.A.S dividida por tramos según geometría. ....................................... 43

Figura 8. Intersección semaforizada (Av. Carrera 129 con Av. Calle 17). ..................................... 44

Figura 9. Sección Av. Calle 17 y movimientos. Intersección semaforizada. ................................... 45

Figura 10. Vehículos y ejes. Peaje Río Bogotá. ............................................................................... 46

Figura 11. Sección transversal C. Peaje Río Bogotá. .................................................................... 47

Figura 12. Peaje Río Bogotá. .......................................................................................................... 47

Figura 13. Ubicación de D. ............................................................................................................. 48

Figura 14. Sección tramo D-E. ........................................................................................................ 48

Figura 15. Ubicación de E. .............................................................................................................. 49

Figura 16. Sección transversal sentido Bogotá- Facatativá. .......................................................... 49

Figura 17. Sección transversal sentido Facatativá- Bogotá. .......................................................... 50

Figura 18. Ubicación de F. .............................................................................................................. 51

Figura 19. Sección tramo F- G y detalle cuneta. ............................................................................. 51

Figura 20. Localización G. .............................................................................................................. 52

Figura 21. Sección tramo G- H y detalle cuneta. ............................................................................ 53

Figura 22. Localización H. .............................................................................................................. 54

Figura 23. Sección del tramo H-I. ................................................................................................... 54

Figura 24. Localización de I. ........................................................................................................... 55

Figura 25. Sección del tramo I- J. ................................................................................................... 55

Figura 26. Vehículos y ejes. Peaje Río Bogotá. ............................................................................... 56

Figura 27. Peaje El Corzo. .............................................................................................................. 57

Figura 28. Sección transversal J. Peaje El Corzo. .......................................................................... 57

Figura 29. Ubicación de K. .............................................................................................................. 58

Figura 30. Sección transversal sentido NW-SE. Hacia Bogotá. ...................................................... 59

Figura 31. Sección transversal sentido SE- NW. Hacia Facatativá. ............................................... 59

Page 10: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

9

Figura 32. Ubicación de M. ............................................................................................................. 60

Figura 33. Sección transversal L- M. .............................................................................................. 60

Figura 34 Concesión Sabana del Occidente S.A.S dividida por tramos según geometría. ............. 61

Figura 35. Ubicación de N. Puente Cortijo, Calle 80. .................................................................... 62

Figura 36. Sección transversal Puente Cortijo, Calle 80. Punto N (Saliendo de Bogotá) .............. 63

Figura 37. Sección homogénea tramo N- O. ................................................................................... 63

Figura 38. Sección transversal tramo N- O. .................................................................................... 64

Figura 39. Tipo de vehículos. Peaje Siberia .................................................................................... 64

Figura 40. Peaje Siberia. ................................................................................................................. 65

Figura 41. Sección transversal Peaje Siberia (4). ........................................................................... 65

Figura 42. Caracterización del tramo P- Q. Tenjo ......................................................................... 66

Figura 43. Sección transversal P- Q. ............................................................................................... 67

Figura 44. Sección transversal tramo Q- R. .................................................................................... 67

Figura 45. Sección transversal tramo R- S. ..................................................................................... 68

Figura 46. Localización tramo R- S. Las Penas, Madrid Cundinamarca. ...................................... 69

Figura 47. Sección transversal del tramo S-T. ................................................................................ 69

Figura 48. Localización tramo S- T. ................................................................................................ 70

Figura 49. Formato de aforo para una hora. Semaforizada ........................................................... 73

Figura 50. Formato de aforo para una hora. Tramos .................................................................... 74

Figura 51. Formato para totales mixtos. ......................................................................................... 74

Figura 52. Diagrama Peaje El Corzo. ............................................................................................. 75

Figura 53. Formato aforo de velocidades en campo. ...................................................................... 76

Figura 54. Localización puntos de aforo. Intersección Av. Carrera 135 con Av. Calle 17,

Fontibón. ........................................................................................................................................... 77

Figura 55. Ubicación aforo Peaje Río Bogotá ................................................................................ 78

Figura 56. Ubicación aforo Peaje El Corzo. ................................................................................... 78

Figura 57.Ubicación aforo Peaje Siberia. ....................................................................................... 79

Figura 58. Tramo D- E. Ubicación punto de aforo. ........................................................................ 80

Figura 59. Tramo E- F. Ubicación punto de aforo. ......................................................................... 80

Figura 60. Tramo F- G. Ubicación punto de aforo ......................................................................... 80

Figura 61. Tramo G- H. Ubicación punto de aforo ......................................................................... 81

Figura 62. Tramo H- I. Ubicación punto de aforo .......................................................................... 81

Figura 63. Tramo I- J. Ubicación punto de aforo ........................................................................... 81

Figura 64. Tramo K- L. Ubicación punto de aforo .......................................................................... 81

Page 11: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

10

Figura 65. Tramo L- M. Ubicación punto de aforo ......................................................................... 82

Figura 66. Tramo N- O. Ubicación punto de aforo. ........................................................................ 82

Figura 67. Tramo P- Q. Ubicación punto de aforo. ........................................................................ 83

Figura 68. Tramo Q- R. Ubicación punto de aforo ......................................................................... 83

Figura 69. Tramo R- S. Ubicación punto de aforo .......................................................................... 83

Figura 70. Tramo S- T. Ubicación punto de aforo .......................................................................... 83

Figura 71. Formato de aforo (16:15 - 17:15). M3 (Occ- Or) ......................................................... 84

Figura 72. Formato para totales mixtos (16:15 - 17:15). M3 (Occ- Or) ........................................ 85

Figura 73. Volumen horario tipos de vehículos VS Horas. Intersección Av. Carrera 135 con Av.

Calle 17, Fontibón. ........................................................................................................................... 89

Figura 74. Distribución de vehículos intersección semaforizada. .................................................. 91

Figura 75. Volumen total intersección VS Horas. Intersección Av. Carrera 135 con Av. Calle 17,

Fontibón. ........................................................................................................................................... 92

Figura 76. Formato de aforo (17:30 - 18:30) y totales mixtos. Tramo D-E. Sentido: (Btá- Fcta) . 93

Figura 77. Formato de aforo (17:30 - 18:30) y totales mixtos. Tramo D-E. Sentido: (Fcta- Btá) . 94

Figura 78. Total mixtos vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido: Bogotá- Facatativá. ........... 97

Figura 79. Total mixtos vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido: Facatativá- Bogotá. ........... 98

Figura 80. Formato de aforo (17:30 - 18:30) y totales mixtos. Tramo N-O. Sentido: (Btá- Rsl) ... 99

Figura 81. Formato de aforo (17:30 - 18:30) y totales mixtos. Tramo N-O. Sentido: (Rsl- Btá) . 100

Figura 82. Total mixtos vía Bogotá- La Vega. Sentido: Bogotá- El Rosal. ................................... 103

Figura 83. Total mixtos vía Bogotá- La Vega. Sentido: El Rosal- Bogotá. ................................... 104

Figura 84. Tiempo de servicio Peaje Río Bogotá. ......................................................................... 105

Figura 85. Tiempo de servicio Peaje El Corzo. ............................................................................. 106

Figura 86. Tiempo de servicio Peaje Siberia ................................................................................. 107

Figura 87. Histograma y polígono de frecuencias de velocidades de punto. Tramo D-E, vía Bogotá

(Fontibón)- Facatativá. .................................................................................................................. 115

Figura 88. Curva de frecuencia observada y acumulada de velocidades de punto. Velocidad media

de punto. Tramo D-E, vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. ............................................................ 118

Figura 89. Totales mixtos vs intervalos de tiempo y Qmx15”. M4 y M9 (4). Intersección

semaforizada. .................................................................................................................................. 131

Figura 90. Valores de volumen total, % de vehículos y FHMD por semáforos. Intersección de Av.

Carrera 135 con Av. Calle 17. ....................................................................................................... 131

Figura 91. Totales mixtos vs intervalos de tiempo y Qmx15”. Tramo D-E. Sentido: Bogotá-

Facatativá. ...................................................................................................................................... 134

Page 12: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

11

Figura 92. Curvas de velocidad- flujo y niveles de servicio en carreteras de carriles múltiples. 153

Figura 93: Historial volúmenes de tránsito. El Cortijo- Siberia. .................................................. 164

Figura 94: Historial volúmenes de tránsito. Siberia- La punta..................................................... 167

Figura 95: Historial volúmenes de tránsito. La Punta- El Rosa. .................................................. 168

Figura 96. Volumen movimiento 3. Intersección semaforizada. ................................................... 172

Figura 97. Volumen movimiento 4. Intersección semaforizada. ................................................... 173

Figura 98. Volumen acceso Este. Intersección semaforizada. ...................................................... 174

Figura 99. Volúmenes tramo D-E en ambos sentidos .................................................................... 175

Figura 100 Volúmenes tramo E-F en ambos sentidos. .................................................................. 176

Figura 101. Volumen tramo F-G en ambos sentidos. .................................................................... 176

Figura 102. Volúmenes tramo G-H en ambos sentidos. ................................................................ 177

Figura 103. Volúmenes tramo H-I en ambos sentidos. .................................................................. 178

Figura 104. Volúmenes del tramo I-J en ambos sentidos. ............................................................. 178

Figura 105. Volúmenes tramo K-L en ambos sentidos. ................................................................. 179

Figura 106. Volumen tramo L-M en ambos sentidos. .................................................................... 180

Figura 107. Volúmenes tramo N-O en ambos sentidos. ................................................................ 181

Figura 108. Volúmenes tramo P-Q en ambos sentidos. ................................................................. 182

Figura 109. Volúmenes tramo Q-R en ambos sentidos. ................................................................. 182

Figura 110. Volúmenes tramo R-S en ambos sentidos. ................................................................. 183

Figura 111. Volúmenes de tramo S-T en ambos sentidos. ............................................................. 184

Figura 112 Trazado continuidad a la calle 63. ............................................................................. 188

Figura 113: Elementos geométricos de una curva circular simple. .............................................. 194

Figura 114: Relación peralte-radio y velocidad especifica-radio................................................. 195

Figura 115: Tangente Vertical. ...................................................................................................... 204

Figura 116: Curva vertical. ........................................................................................................... 206

Figura 117: Longitud y parámetros mínimos de curvas verticales cóncavas. .............................. 207

Figura 118: Longitud y parámetros mínimos de curvas verticales convexas. .............................. 208

Page 13: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

12

Lista de tablas

Tabla 1. Medidas de eficiencia para la definición de los niveles de servicio. .. ¡Error! Marcador no

definido.

Tabla 2. Niveles de servicio. ............................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 3. Resumen de información general y aforo. Intersección Av. Cr 129 # 17.¡Error! Marcador

no definido.

Tabla 4 Modelo de avión y el número de pasajeros que pueden transportar. .. ¡Error! Marcador no

definido.

Tabla 5. Información general del Peaje Río Bogotá. ........................ ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 6 Información general del Peaje El Corzo. ............................ ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 7 Información general del Peaje Siberia. ............................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 8 Resumen de localización puntos de aforo tramos vía Bogotá (Fontibón) - Facatativá

........................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 9 Resumen de localización puntos de aforo tramos vía Bogotá – La Vega. ¡Error! Marcador

no definido.

Tabla 10. Porcentajes vehículos M3 ................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 11. Porcentajes vehículos intersección semaforizada Av. Carrera 135 con Av. Calle 17,

Fontibón. ............................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 12 Variación horaria del Volumen de Tránsito ...................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 13. Variación horaria del Volumen de Tránsito, ramas de la intersección. ¡Error! Marcador

no definido.

Tabla 14. Porcentajes vehículos Tramo D-E. Sentido: (Btá- Fcta) .. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 15. Porcentajes vehículos Tramo D-E en ambos sentidos ...... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 16. Total mixtos vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido: Bogotá- Facatativá. .... ¡Error!

Marcador no definido.

Tabla 17. Total mixtos vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido: Facatativá- Bogotá. .... ¡Error!

Marcador no definido.

Tabla 18 Porcentajes vehículos Tramo N-O. Sentido: (Btá- Rsl) ..... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 19 Porcentajes vehículos Tramo N-O en ambos sentidos ....... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 20 Total mixtos vía Bogotá- La Vega. Sentido: Bogotá- El Rosal. ......... ¡Error! Marcador no

definido.

Tabla 21. Total mixtos vía Bogotá- La Vega. Sentido: El Rosal- Bogotá.. ...... ¡Error! Marcador no

definido.

Page 14: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

13

Tabla 22. Aforo velocidades vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido Bogotá- Facatativá.

........................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 23. Valor de m ......................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 24. Datos de entrada vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido Bogotá- Facatativá.

........................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 25. Distribuciones de frecuencia de velocidad de punto. ....... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 26. Percentil P15. Tramo D-E ................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 27 Niveles de confiabilidad y constante K. ............................. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 28. Variables tramo D-E. Sentido: Bogotá- Facatativá. ........ ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 29. Velocidad media y percentiles para la vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido:

Bogotá- Facatativá. ........................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 30. Velocidad media y percentiles para la vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido:

Facatativá- Bogotá. ........................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 31. Velocidad media y percentiles para la vía Bogotá. La Vega. Sentido: Bogotá- El Rosal.

........................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 32. Velocidad media y percentiles para la vía Bogotá. La Vega. Sentido: El Rosal- Bogotá.

........................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 33. Totales mixtos M4 y M9 (4). Intersección semaforizada. . ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 34 Totales mixtos tramo D-E. Sentido: Bogotá- Facatativá. .. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 35. Factores horarios de máxima demanda vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. ........ ¡Error!

Marcador no definido.

Tabla 36. Factores horarios de máxima demanda vía Bogotá- La Vega ......... ¡Error! Marcador no

definido.

Tabla 37: Niveles de servicio intersecciones. ................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 38. Tiempos de semáforos. ..................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 39: Módulo de tasas de flujo ajustadas. ................................. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 40. Módulo de tasas de flujo ajustadas. .................................. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 41. Proporción de vehículos que llegan durante la indicación. ............. ¡Error! Marcador no

definido.

Tabla 42. Análisis de capacidad. ...................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 43. Demoras y niveles de servicio. ......................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 44. Datos de entrada para niveles de servicio. Tramo D-E, sentido: Bogotá- Facatativá.

........................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Page 15: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

14

Tabla 45. Parámetros que describen las curvas velocidad- flujo en carreteras de carriles

múltiples. ............................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 46. Automóviles equivalentes en segmentos extendidos ......... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 47. Niveles de servicio para carreteras de múltiples carriles ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 48. Tasas máximas de flujo de servicio equivalente, en carreteras de carriles múltiples.

........................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 49: Tiempos y nivel de servicio peaje Río Bogotá ................. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 50. Tiempos y nivel de servicio peaje El Corzo. ..................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 51. Tiempos y nivel de servicio peaje Siberia. ........................ ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 52 Proyección volumen de transito semáforo. ........................ ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 53 Proyección volumen de transito tramo D-E ...................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 54. Proyección volumen de transito tramo E-F. ..................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 55. Proyección volumen de transito tramo F-G ..................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 56. Proyección volumen de transito tramo G-H. .................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 57. Proyección volumen de transito tramo H-I ....................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 58. Proyección volumen de transito tramo I-J ........................ ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 59. Proyección volumen de transito tramo K-L ...................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 60. Proyección volumen de transito L-M ................................ ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 61: Datos proyecciones. .......................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 62: Datos cálculo de proyección Siberia-La punta. ............... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 63. Datos calculo proyeccion de volumen La punta- El rosal.¡Error! Marcador no definido.

Tabla 64. Proyección de volúmenes Tramo N-O. ............................. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 65. Proyección de volúmenes Tramo P-Q .............................. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 66. Proyección de volúmenes Tramo Q-R .............................. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 67. Proyección de volúmenes Tramo R-S ............................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 68. Proyección de volúmenes Tramo S-T ................................ ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 69: Descripción del trazado de la carretera. .......................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 70: Elemento del trazado de la curva horizontal. ................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 71: Calculo de peralte para la alternativa ............................. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 72: Pendiente máxima en función de la velocidad de diseño. ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 73 Características de la alternativa. ....................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 74 Valor de diseño y construcción. ......................................... ¡Error! Marcador no definido.

Page 16: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

15

Introducción

El proyecto del aeropuerto el Dorado II ubicado en el departamento de Cundinamarca entre el

municipio de Madrid y Facatativá, dará apoyo a las operaciones de transporte de pasajeros y

transporte de carga al Aeropuerto Internacional el Dorado que se encuentra en Bogotá a 21.1Km

aproximadamente de Madrid, por la vía Funza- Bogotá.

La razón de hacer un segundo aeropuerto nace de la necesidad de atender la gran demanda de

viajeros y carga que tiene el país.

Se proyectó la operación de El Dorado II con acceso terrestre independiente, manejaría 7,7

millones de pasajeros en 2041 y tendría una demanda máxima de 401 pasajeros en conexión en un

sentido en horas pico en 2041. En la última reunión de avance de Estudio de Impacto Ambiental

que realizó la Agencia Nacional de Infraestructura (ANI) el 23 de junio de 2018, se exponen los

accesos al aeropuerto de la Sabana y se menciona el corredor ferroviario.

Page 17: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

16

El presente documento explica de manera detallada la forma como se calcularon las

capacidades y niveles de servicio de las dos vías de acceso a Bogotá, a partir de los parámetros

sugeridos en el “Highway Capacity Manual 2000” (HCM 2000) del “Transportation Research

Board” (TRB) de los Estados Unidos. También la alternativa para la ampliación de la vía Bogotá

(Fontibón)- Facatativá, teniendo en cuenta la proyección de pasajeros en el plan maestro expuesto

por la Aerocivil y las intersecciones actuales de este corredor vial.

Resulta importante la comparación de los resultados obtenidos en cada una de las alternativas,

para de esta manera tener un panorama más amplio a la hora de determinar la conectividad de los

aeropuertos.

1. Descripción del problema

Actualmente las vías de acceso a Bogotá desde el occidente del departamento presentan

problemas de movilidad, aunque según la Alcaldía: “Restringe la circulación de vehículos de

transporte de carga con designación de dos ejes o más con peso bruto vehicular igual o superior a

3,5 toneladas, de lunes a viernes entre las 6:00 a.m. y 8:00 a.m., sobre los dos sentidos de

circulación de la Avenida Centenario, desde el límite occidental del distrito capital, comprendido

desde el Río Bogotá hasta la Avenida Boyacá, abarcando todo el corredor vial conocido como

calle 13”, esto a partir del mes de Junio del presente año. Es necesario realizar mejoras en las

Calles 13 y 80 para poder facilitar el acceso a la ciudad, ya que actualmente este recorrido puede

tardar una hora de camino. Adicionalmente se propuso el proyecto llamado Regiotram o más

conocido como el Tren de Cercanías que busca conectar el centro de la ciudad con Facatativá.

Page 18: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

17

De acuerdo al desarrollo y crecimiento económico que traerá consigo la construcción del

segundo aeropuerto, se espera un incremento acelerado del tránsito tanto de vehículos de carga

como de vehículos de transporte de pasajeros.

Se realizará un análisis del crecimiento que tendrá el tránsito durante los siguientes 23 años

aproximadamente, teniendo en cuenta las proyecciones de crecimiento del Plan Maestro y el año

en que esta pronosticado el inicio de las operaciones del Dorado II.

Partiendo de los resultados del análisis de tránsito es indispensable generar una conexión entre

los aeropuertos, la alternativa que inicialmente se propuso es la construcción de una carretera que

tendría más de 15 kilómetros que consiste en el diseño geométrico de la continuación de la

Avenida / Calle 63, al momento de evaluar su viabilidad fue necesario replantear esta idea. Fue así

como se sugirió un diseño paralelo a la vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá, este sería un corredor de

uso exclusivo similar a Transmilenio.

Debido a esto es necesario identificar la viabilidad de los proyectos de conexión entre

aeropuertos, teniendo en cuenta las normas vigentes y la fase de pre factibilidad.

Page 19: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

18

2. Objetivos

2.1 Objetivo general

Desarrollar diseño geométrico de conectividad entre los aeropuertos Internacional El Dorado y

el Dorado II, como continuidad al tramo proyectado de la Av. /Calle 63.

2.2 Objetivos específicos

o Identificar ventajas y desventajas que se presentan en cada alternativa de conectividad entre

aeropuertos.

o Efectuar diagnóstico de las alternativas de conectividad frente a la demanda que se puede

generar.

o Calificar las alternativas de conectividad de acuerdo con parámetros de servicio.

o Elaborar diseño geométrico para interconexión Aeropuerto Internacional el Dorado y Dorado

II.

o Analizar las propuestas de conectividad de acuerdo con la ocupación y uso del suelo en las

regiones.

Page 20: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

19

3. Marco referencial

3.1 Antecedentes

RegioTram

[…] Designa indistintamente a dos proyectos independientes (Corredor Occidente y

Corredor Sur), de tipología análoga para dotar a Bogotá y sus alrededores de un medio

de transporte rápido, ecológico, seguro e integrado en el área urbana que aporte al

usuario una alternativa de transporte a los sistemas de transporte público tradicionales

existentes en la forma de un metro ligero. […] (Empresa Ferrea Regional, 2007)

[…] El tren de cercanías es muy similar al que vemos y conocemos como el tren

turístico de la Sábana, en tamaño, pero con otro fin. Ahora bien, el tren ligero se centra en

la ciudad y puede ser “un monorriel, un tranvía y tiene que ver más con una

infraestructura más pequeña, vagones más pequeños, pero todo se trata de detalles

técnicos y de envergadura” (Rojas citado por López, 2016, párr. 6)

Según la problemática que se trabaja en este proyecto se enfocará en el corredor de Occidente,

el cual contará con 44Km entre Bogotá y Facatativá con ramal al Aeropuerto Internacional El

Dorado. En la figura 1 se muestra la distribución del espacio y de estaciones que hay a lo largo del

tramo Occidente.

Page 21: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

20

Figura 1. LRT Occidente Facatativá- Estación de la Sabana.

Fuente: Empresa Ferrea Regional, 2007.

Tarifas:

En la figura 2 se analizan los posibles viajes y se evalúa el horario (HV y HP), dando así la

tarifa media de $2435.

Figura 2. Tarifas del LRT Occidente.

Fuente: Empresa Ferrea Regional, 2007

Actualidad:

A la fecha el proceso licitatorio del RigioTram ya finalizó, el consorcio responsable está

conformado por firmas como Egis, Deloitte, Durán Osorio y Sumatoria.

Page 22: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

21

El gobernador Jorge Emilio Rey firmó el 9 de octubre de 2018 el contrato para la contrucción

de este proyecto.

[…] Con una inersión que asciende a los 2.4 billones de pesos, el proyecto será

presentado en fase preliminar del modelo de transación en diciembre para medir si se

hará en uno o en más contratos; entre tanto, en marzo se abrirán los prepliegos, mientras

que en octubre se adjudicarían para iniciar las obras en 2021.

Para este proyecto, el Gobierno Nacional invertirá el 70% de los recursos, mientras

que el departamento por vigencias futuras, el 30% restante.[…] (Gobernación de

Cundinamarca, 2018)

Noticias

Revista Dinero, 2019:

LA VÍA DE BOGOTÁ CUYA RENOVACIÓN VALE $3,5 BILLONES

[…]Según divulgó el Instituto de Desarrollo Urbano (IDU) hace unos días, el proyecto requerirá

inversiones por $3,5 billones, tanto para la parte de construcción como para la operación

de la vía. Se trata de una concesión vial en la que destinaría una doble calzada (dos carriles

por sentido) para el tráfico pesado que esté dispuesto a pagar por circular a mayor

velocidad. Habría espacio para una troncal de Transmilenio y cuatro carriles más para

tráfico mixto sin cobro. […]

Portafolio, 2019:

ANI PREPARA UNA TERCERA PISTA EN EL AEROPUERTO EL DORADO

[…]En cuanto a la posibilidad de construir un aeropuerto El Dorado 2, Kleyn explicó que no es la

prioridad. “Eso no tiene respaldo gremial ni de la Asociación Internacional de Transporte

Aéreo (IATA), ni de las aerolíneas y nos parece mucho más importante concentrarnos en el

actual”, aseveró. […]

Caracol Radio, 2016:

SE ESTUDIAN DOS ALTERNATIVAS DE MOVILIDAD PARA CONECTAR AEROPUERTO

EL DORADO CON EL DORADO 2

Page 23: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

22

Una de las alternativas para conectar los dos aeropuertos está la de la Calle 63, consiste en generar

un corredor vial como continuidad de esta vía hacia el occidente de la ciudad, que contenga

un eje central llamado "Corredor Dedicado", que sirve para la integración exclusiva de las

dos terminales aéreas. Este corredor contactaría la calle 63 sobre el costado norte de El

Dorado 1 y con el polígono de El Dorado 2.

La segunda alternativa es aprovechar el corredor existente por la Calle 13 y la vía Férrea,

con el Regiotram, y a diferencia del corredor de la Calle 63, el "corredor dedicado" para

integrar los dos aeropuertos tendría que compartir la actual franja del Ferrocarril de

Occidente.

El secretario de movilidad de Cundinamarca, Andrés Díaz, manifestó que los predios para

una posible ampliación en la calle 63 están listos por parte del departamento, mientras que

en la calle 13 se viene proyectando en Regiotram, que tiene un costo de 6 billones de pesos.

El Espectador, 2015:

TREN DE CERCANÍAS PERMITIRÁ CONECTAR A LOS AEROPUERTOS EL DORADO I Y

II

Un viajero tardaría entre 10 y 12 minutos para llegar de una terminal aérea a otra.

En el año 2021 entrará en operación el nuevo aeropuerto El Dorado II, que estará ubicado

entre los municipios de Madrid y Facatativá, sin embargo, uno de los retos más importantes

a los que se enfrenta el Gobierno Nacional es la conexión con la terminal aérea que

actualmente se encuentra en el occidente de Bogotá.

…Ante esa situación, el director de la Aeronáutica Civil, Gustavo Lenis, aseguró que la

solución será un tren de cercanías. “La conectividad tiene que ser con un tren exclusivo

entre los 2 aeropuertos para que el tránsito demore entre 10 y 12 minutos de conexión”,

manifestó Lenis, quien agregó que esta implementación se realizará paralelamente con la

ejecución de la nueva terminal aérea.

El Tiempo, 2017:

‘HABÍA QUE ESTRUCTURAR Y EJECUTAR PARA UN REVOLCÓN': MINTRANSPORTE

Además, El Dorado II tiene una connotación importante –motivo por el cual le pusimos tanto

interés a la aprobación del Regiotram–. Una línea muy importante del Regiotram va a unir

el aeropuerto El Dorado I con el II.

Cerón, 2018:

Page 24: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

23

LA CALLE 63 SERÍA LA PRIMERA AUTOPISTA URBANA DE BOGOTÁ.

… EL TIEMPO logró establecer que esta vía de 67,5 metros de ancho tendría una calzada para

Transmilenio, que iría desde la avenida Caracas hasta la carrera 122 e incluiría 19

estaciones y un patio portal. Se espera que movilice más de 160.000 usuarios al día.

Otro carril es para el transporte mixto y uno más ancho, que es exclusivo, por el cual solo

se podría transitar pagando peaje. También se construirían un ciclo ruta y andenes a cada

costado del trazado.

El proyecto incluiría una intersección con la futura Avenida Longitudinal de Occidente

(ALO) para tener acceso al aeropuerto El Dorado. Otra de las proyecciones que ha

realizado el DNP es que la demanda promedio sería de 12.000 vehículos diarios en algunos

tramos y, en otros, alcanzarían hasta 25.000 vehículos día.

Trabajos relacionados

(ANI, 2016), El estudio de trazado y diseño geométrico “APP ACCESOS NORTE DE

BOGOTÁ- ACCENORTE”, se basa en Conservar el trazado horizontal de las calzadas de la

Autopista norte y carrera Séptima, ampliando las dimensiones de la sección transversal actual, y la

proyección de la segunda calzada de esta última. También se contempla la rehabilitación de las

rasantes haciéndose necesario determinar el diseño vertical de la vía que permita ajustarse a las

condiciones actuales y el cálculo de peraltes, dando cumplimiento a las especificaciones técnicas

mínimas exigidas en cuanto a radios de curvatura, pendiente y otros elementos con el fin de

garantizar el tránsito de manera continua y segura. Se verificará en campo el cumplimiento de los

criterios y consistencia geométrica del diseño, tal como se especifica en el Manual de Diseño

Geométrico de INVIAS 2008.

(Herrera, 2008), El “Análisis de la capacidad y nivel de servicio de las vías principales y

secundarias de acceso a la ciudad de Manizales”, está dirigido en posibilitar intervenciones que

atiendan los requerimientos de los volúmenes de tránsito que por allí circulan.

Page 25: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

24

Este informe contiene un análisis de capacidad y niveles de servicio de las vías principales y

secundarias que llegan a Manizales, a partir de los lineamientos del Instituto Nacional de Vías de

Colombia (INVIAS) y del Manual de Capacidad Vial año 2000 del Consejo de Investigaciones del

Transporte de los Estados Unidos.

(ANI, 2016), El estudio de tránsito y transporte de “APP ACCESOS NORTE DE BOGOTÁ”,

se enmarca en un análisis exhaustivo del crecimiento que tendrá el tránsito durante los siguientes

20 años la zona norte de Bogotá, además determinar la Capacidad y Nivel de Servicio de las vías

que confluyen, realizando las caracterizaciones actuales de los corredores, la oferta vial, el análisis

de la demanda vehicular y proyecciones de tránsito para la identificación de sitios críticos en donde

se presenten congestiones.

Este proyecto se realizó dentro de las márgenes del Manual de Diseño Geométrico publicado

por el INVIAS y el Highway Capacity Manual y fue ejecutado en las siguientes etapas:

1. Toma de información de campo.

2. Aforos vehiculares

3. Encuestas OD

4. Información secundaria

5. Volúmenes de tránsito

6. Proyecciones de tránsito

7. Estimación de Capacidad y Niveles de Servicio

Estos estudios se tomarán como guía a lo largo de la elaboración de este proyecto, pero se

evaluaran las diferencias, se manejará el libro “Ingeniería de Tránsito. Fundamentos y

aplicaciones” (8ª. Edición), “Diseño geométrico de carreteras” (2ª. Edición), Highway Capacity

Manual 2000 y Manual de Diseño Geométrico (INVIAS).

Page 26: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

25

4. Marco teórico

4.1 Conceptos

Aeropuerto

“[…] Todo aeródromo especialmente equipado y usado regularmente para pasajeros y/o carga

y que, a juicio de la UAEAC, posee instalaciones y servicios de infraestructura aeronáutica

suficientes para ser operado en la aviación civil. […]”. (Aeronáutica civil, 2017)

Berma

“Fajas comprendidas entre los bordes de la calzada y las cunetas. Sirven de confinamiento

lateral de la superficie de rodadura, controlan la humedad y las posibles erosiones de la calzada.

[…]” (INVIAS, 2018)

Calzada

Page 27: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

26

“Parte de la carretera destinada a la circulación de vehículos. En el caso de vías de dos carriles

con circulación en ambos sentidos, el ancho de la calzada lo constituye la suma del ancho de los

dos carriles. […]” (Herrera, 2008, pág. 12)

Capacidad vial

[…] Teóricamente se define como la tasa máxima de flujo que puede soportar una

carretera o calle. De manera particular, la capacidad de una infraestructura vial es el

máximo número de vehículos (peatones) que pueden pasar por un punto o sección

uniforme de un carril o calzada durante un intervalo de tiempo dado, bajo las

condiciones prevalecientes de la infraestructura vial, del tránsito y de los dispositivos de

control.

El intervalo de tiempo utilizado en la mayoría de los análisis de capacidad es de 15

minutos, debido a que se considera que éste es el intervalo más corto durante el cual

puede presentarse un flujo estable. […] (Reyes & Cárdenas, 2007, pág. 355)

Carretera de dos carriles

“[…] Es aquella que tiene una calzada con un carril para cada sentido de circulación de los

vehículos. […]” (Herrera, 2008, pág. 14)

Carretera multicarril

“Es la que tiene dos o más carriles en cada sentido de circulación, pudiendo o no tener

separador central. También se le conoce como doble calzada. […]” (Herrera, 2008)

Carreteras principales o de primer orden

“De acuerdo con su función, estas carreteras son troncales, transversales y accesos a capitales

de departamento que cumplen la función básica de integración de las zonas principales de

producción y consumo del país y de este con otros países. […]” (Herrera, 2008, pág. 14)

Carreteras secundarias o de segundo orden

“Son las vías que unen cabeceras municipales entre sí y/o que provienen de una cabecera

municipal y conectan con una principal. […]” (Herrera, 2008, pág. 15)

Carril

Page 28: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

27

“Parte de la vía cuya sección transversal está destinada a la circulación de un solo vehículo.

[…]” (Herrera, 2008, pág. 12)

Conectividad

[…] La conectividad se refiere a la densidad de conexiones en rutas o redes de

carreteras, y la franqueza de los enlaces. Una red bien conectada tiene muchos enlaces

cortos, numerosas intersecciones y mínimos callejones sin salida (callejones sin salida).

A medida que aumenta la conectividad, las distancias de viaje disminuyen y las opciones

de ruta aumentan, lo que permite un viaje más directo entre los destinos, creando un

sistema más accesible y resistente que refleja los principios de Calles Completas. La

conectividad puede aplicarse tanto internamente (calles dentro de esa área) como

externamente (conexiones con arterias y otros vecindarios) […] (TDM Encyclopedia,

2017).

Demanda

[…] Es el número de vehículos (o personas) que desean viajar y pasan por un punto

durante un tiempo específico. Donde existe congestión, la demanda es mayor que el

volumen actual, ya que algunos viajes se desvían hacia rutas alternas y otros

simplemente no se realizan debido a las restricciones del sistema vial. […] (Reyes &

Cárdenas, 2007)

Infraestructura vial

“La infraestructura vial es el medio a través del cual se le otorga conectividad terrestre al país

para el transporte de personas de carga, permitiendo realizar actividades productivas, de servicios,

de distracción y turísticas. […]” (Vallverdu, 2010)

Pasajero

[…] La palabra pasajero es aquella que se usa para designar a todas las personas o

individuos que se encuentran viajando de un punto o ubicación hacia otra. El pasajero es

Page 29: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

28

además quien viaja pero gracias a la conducción de otro ya que él no realiza ninguna

acción de dirección sobre el vehículo o medio de transporte. Usualmente, el término

pasajero se utiliza en los casos de vehículos masivos como trenes, colectivos, micros,

aviones y barcos. Es correcto usarlo para aquellos que viajan en auto también pero no es

tan común.

La condición de pasajero es creada en el momento en que una persona accede a

un viaje en el cual no realiza ningún tipo de dirección del vehículo si no que

simplemente es trasladado por otro desde un punto a otro diferente. […] (Bembibre,

2010)

Percentiles

[…] A cada uno de los 100 valores se le llama percentil y para identificarlos se

nombran de 1 a 100 según la posición que ocupen (o categoría a que correspondan o

rango que tengan). Por su nombre cada percentil indica el porcentaje de elementos del

conjunto que está por debajo del valor de la variable que él representa, a este porcentaje

se le llama rango del percentil, y se indica con un subíndice al pie de la letra P, así:

El décimo percentil (P10) es el valor de la variable bajo el cual se encuentra el 10%

de los elementos del conjunto (el 90% restante está sobre él). […] (Madrigal, 2005)

Uso de los percentiles

[…] La velocidad correspondiente al percentil 50, P50, es utilizada como una medida

de la calidad del flujo vehicular y es aproximadamente igual a la velocidad media. El

percentil 85, P85, se refiere a la velocidad crítica a la cual debe establecerse el límite

máximo de velocidad en conexión con los dispositivos del control del tránsito que la

deben restringir. El percentil 15, P15, se refiere al límite inferior de la velocidad. Y el

percentil 98, P98, se utiliza para establecer la velocidad de proyecto. […] (Reyes &

Cárdenas, 2007, pág. 263)

Sector de una vía

“Es la parte de un tramo determinado para realizar estudios de capacidad y niveles de

servicio.” (Herrera, 2008, pág. 15)

Sistemas viales

Page 30: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

29

Circulación continua: “[…] No tienen elementos externos al flujo de tránsito, tales como

semáforos y señales de alto que produzcan interrupciones en el mismo. […]” (Reyes & Cárdenas,

2007, pág. 355)

Circulación discontinua: “[…] Tienen elementos fijos que producen interrupciones

periódicas del flujo de tránsito, independientemente de la cantidad de vehículos, tales como

semáforos, las intersecciones de prioridad con señales de alto y ceda el paso, y otros tipos de

regulación. […]” (Reyes & Cárdenas, 2007, pág. 355)

Tasa de flujo

“Es la frecuencia a la cual pasan los vehículos (o personas) durante un tiempo específico

menor a una hora, expresada como una tasa horaria equivalente.” […] (Reyes & Cárdenas, 2007)

Terreno escarpado

“Presenta pendientes longitudinales mayores al 8%. […]” (Herrera, 2008)

Terreno montañoso

“Es el que presenta pendientes longitudinales entre el 6% y el 8%. […]” (Herrera, 2008)

Terreno ondulado

“Es el que posee pendientes longitudinales entre el 3% y el 6%. […]” (Herrera, 2008)

Terreno plano

“Es aquel cuyas pendientes longitudinales de sus vías son menores del 3%. […]” (Herrera,

2008, pág. 14)

Tiempo de retraso

(Time spent following). Es el tiempo que los conductores se demoran en su

recorrido por una vía, debido a la imposibilidad de adelantar a otros vehículos con menor

velocidad que van delante de ellos. Este tiempo es un criterio bastante importante en la

determinación del Nivel de Servicio en la metodología del Manual HCM 2000. […]

(Herrera, 2008, pág. 14)

Page 31: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

30

TPDs

El tránsito promedio diario semanal o TPDs (por su sigla) representa el número

promedio de vehículos que transita por una vía determinada en un periodo de tiempo

igual a un día completo. Los datos del TPDs provienen de conteos semanales realizados

por el INVIAS en estaciones de conteo específicas y se encuentran en cartillas de

publicación anual del Instituto. […] (Herrera, 2008, pág. 15)

Tramo de una vía

“Es una subdivisión de una ruta con longitud de hasta 150 kilómetros. […]” (Herrera, 2008,

pág. 15)

Velocidad a flujo libre

“[…] (Free-Flow Speed, FFS). Es la velocidad a la cual los conductores sienten comodidad

viajando, bajo condiciones controladas ambientales, físicas y de tránsito, en una sección

descongestionada de una carretera multicarril. (Este concepto es análogo para una vía de dos

carriles). […]” (Herrera, 2008, pág. 13)

4.2 Volúmenes de tránsito

Volúmenes de tránsito absolutos o totales

Volumen

“Es el número de vehículos (o personas) que pasan por un punto durante un tiempo

específico” […] (Reyes & Cárdenas, 2007, pág. 169)

Volúmenes de tránsito promedios diarios.

Es el número total de vehículos que pasan durante un período dado en días

completos igual o menor a un año y mayor que un día, dividido entre el número de días

del período. De acuerdo al número de días de este período, se presentan los siguientes

volúmenes de tránsitos promedio diario, dado en vehículos por día:

Page 32: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

31

Tránsito promedio diario anual (TPDA): TA/365

Tránsito promedio diario mensual (TPDM): TM/30

Tránsito promedio diario semanal (TPDS): TS/7 […] (INVIAS, 2011, pág. 7)

Volumen Hora Pico

“Es el número de vehículos que transitan por una vía en la hora de mayor congestión durante

un día completo.” (Herrera, 2008, pág. 15)

4.3 Capacidad y nivel de servicio de una vía

La capacidad es de carácter probabilístico, por lo que puede ser mayor o menor en un instante

dado. Existe lo que se conoce como condiciones prevalecientes, que son factores que al variarlos

modifican la capacidad, estas condiciones se agrupan en tres tipos generales:

Condiciones de la infraestructura vial

[…] Son las características físicas de la carretera o calle (de tránsito continuo o

discontinuo, con o sin control de accesos, dividida o no, de dos o más carriles, etc.), el

desarrollo de su entorno, las características geométricas (ancho de carriles y

acotamientos, obstrucciones laterales, velocidad de proyecto, restricciones para el

rebase, carriles exclusivos y características de los alineamientos), y el tipo de terreno

donde se aloja la infraestructura vial. […] (Reyes & Cárdenas, 2007, pág. 356)

Condiciones del tránsito

[…] Se refiere a la distribución del tránsito en el tiempo y en el espacio; a su

composición en tipos de vehículos como livianos, camiones, autobuses y vehículos

recreativos; a la distribución direccional en carreteras de dos carriles dos sentidos; y a la

Page 33: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

32

distribución por carril en carreteras de carriles múltiples. […] (Reyes & Cárdenas, 2007,

pág. 356)

Condiciones de los controles

“[…] Hace referencia a los dispositivos para el control del tránsito, tales como los

semáforos (fases, longitudes de ciclo, repartición de verdes, etc.), las señales restrictivas (alto,

ceda el paso, no estacionarse, sólo vueltas a la izquierda, etc.) y las velocidades límites. […]”

(Reyes & Cárdenas, 2007, pág. 356)

También están las condiciones base o ideales, que es una condición óptima estándar específica

de referencia, que deberá ser ajustada para tener en cuenta las condiciones prevalecientes. Las

condiciones base asumen buen estado del tiempo, buenas condiciones del pavimento, usuarios

familiarizados con el sistema vial y sin impedimentos en el flujo vehicular. Dependiendo del tipo

de sistema vial en estudio, existe una serie de condiciones base, específica para cada uno de ellos.

Se puede plantear de manera general, una condición prevaleciente en función de una condición

base, mediante cualquiera de las dos siguientes relaciones:

Condición Prevaleciente= (Condición Base) - (Ajuste)

Condición Prevaleciente= (Condición Base) – (Factor de Ajuste)

*El facto de ajuste generalmente es menor o igual a uno*

El procedimiento para el cálculo de la calidad de operación de un proyecto varía con respecto

al tipo de infraestructura vial, por lo tanto, el primer paso para el estudio de tránsito, es estimar el

máximo número de vehículos que un sistema puede acomodar con razonable seguridad. Para medir

la calidad del flujo se usan los niveles de servicio, ya que son parámetros cualitativos que

describen las condiciones de operación del flujo. Estos criterios evalúan términos tales como la

velocidad y el tiempo de recorrido, la libertad de realizar maniobras, la comodidad, la conveniencia

y la seguridad vial.

Page 34: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

33

Los niveles de servicio pueden verse afectados por dos tipos de factores: internos o externos.

Los internos corresponden a variaciones en la velocidad, el volumen y la composición de tránsito,

siendo estos variables, deben ser medidos durante el periodo de mayor flujo, mientras los externos

comprenden las características físicas, así como el ancho del carril, la distancia libre lateral, la

anchura de acotamientos, las pendientes y pueden ser medidos a una hora conveniente.

Es así como el Manual de Capacidad Vial HCM 2000 del Transportation Research Board

(TRB) ha establecido seis niveles de servicio denominados: A, B, C, D, E y F, siendo A el mejor y

F el peor.

Se debe evaluar el flujo de vehículos en el factor de la hora de máxima demanda; como

criterio para analizar la capacidad, este no está distribuido uniformemente en ese lapso de tiempo.

Lo más recomendable es usar un periodo de tiempo de 15 minutos y así el factor de la hora de

máxima demanda se calcula por medio de la Ecuación 1.

𝐹𝐻𝑀𝐷 =𝑉𝐻𝑀𝐷

4 ∗ (𝑄15𝑚á𝑥)

Donde:

FHMD = Factor de la hora de máxima demanda

VHMD = Volumen horario de máxima demanda

𝑄15𝑚á𝑥 = Volumen máximo durante 15 minutos

El número de vehículos por unidad de tiempo que puede admitir la carretera o calle, estará en

función del nivel de servicio, este se conoce como flujo de servicio. La relación entre este flujo y el

nivel de servicio es inversa, a mayor cantidad de vehículos menor calidad del tramo, esta condición

hasta llegar al nivel E. En los tramos de carretera o calle con nivel F, disminuye el flujo de

servicio.

Page 35: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

34

La relación entre el flujo y la capacidad, da valor al grado de utilización de la capacidad de un

sistema vial. Se plantean dos escenarios, donde se conoce la demanda y la capacidad y se desea

determinar el nivel de servicio, q=v representa el flujo de demanda y cuando se conoce la

capacidad y se especifica un determinado nivel de servicio, q=v representa el flujo de servicio

posible con dicho nivel. Con base en observaciones de campo registradas en la investigación

colombiana sobre capacidad y niveles de servicio para carreteras de dos carriles, realizada por la

Universidad del Cauca en 1996, se encontró que la capacidad ideal es de 3,200

automóviles/hora/ambos sentidos. Estos valores de capacidad son bastante consistentes con los

encontrados en el HCM 2000, que varían entre 3,200 y 3,400 automóviles/hora/ambos sentidos,

pero en una zona urbana de calles viejas y angostas, con un gran porcentaje de vehículos pesados,

con un fuerte volumen de vueltas y presencia de intersecciones con semáforos, la capacidad puede

llegar hasta valores de 300 vehículos/hora/carril.

El criterio utilizado para la identificación de los niveles de servicio de los diferentes tipos de

infraestructura vial, establece que se debe considerar las medidas de eficiencia mostradas en la

tabla 1.

Tabla 1.

Medidas de eficiencia para la definición de los niveles de servicio.

Tipo de infraestructura vial Medidas de eficiencia

Autopistas Densidad, velocidad, relación volumen a

capacidad

Densidad, velocidad

Densidad

Segmentos básicos

Tramos de entrecruzamientos

Rampas de enlaces

Carreteras Densidad, velocidad, relación volumen a

capacidad

Velocidad, % de tiempo de seguimiento

Múltiples carriles

Dos carriles

Intersecciones

Demora por controles

Demora por controles

Con semáforos

De prioridad

Arterias urbanas Velocidad de recorrido

Transporte colectivo Frecuencia, horas de servicio, carga de

pasajeros

Ciclo rutas Eventos, demoras, velocidad

Page 36: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

35

Peatones Espacio, eventos, demoras, velocidad

Fuente: TRB. Highway Capacity Manual. HCM (2000)

https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/highway_capacital_manual.pdf

4.2.1 Niveles de análisis

El HCM 2000, considera tres niveles de aplicación de la metodología de análisis de capacidad

y niveles de servicio los cuales son: Análisis operacional, Análisis de diseño o proyecto y Análisis

de planeamiento.

Análisis operacional

[…] Es la aplicación que requiere mayor precisión, orientada hacia las condiciones

existentes o anticipadas de la infraestructura vial, el tránsito y los dispositivos de control.

La aplicación más útil del análisis operacional es cuando se requiere evaluar el efecto de

una medida de corto a mediano alcance, o una mejora de bajo costo, tales como:

configuraciones para usos de carriles, implementación de dispositivos de control, cambio

de la programación de un semáforo, espaciamiento y ubicación de paraderos o el

aumento del radio de una curva de una carretera, etc. […] (Reyes & Cárdenas, 2007,

pág. 361)

Análisis de diseño o proyectado

[…] Este nivel de análisis principalmente se utiliza para establecer las características

físicas detalladas que le permitan a un sistema vial nuevo o modificado operar a un nivel

de servicio deseado, tal como el C o el D, a mediano y largo plazo. Tales características

pueden ser: número básico de carriles requerido, necesidad de carriles auxiliares o de

vueltas, anchos de carril, valores de pendientes longitudinales, longitud de carriles

adicionales, anchos de banquetas y cruces peatonales, dimensionamiento de bahías para

autobuses, etc.

Los datos requeridos son relativamente detallados y están basados en los atributos

de diseño propuestos, por lo que la precisión de esta aplicación es intermedia, más aún,

si se tiene en cuenta la incertidumbre que existe en el pronóstico de la demanda futura de

Page 37: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

36

tránsito. Por eso, el enfoque requiere del uso de ciertos valores por defecto. […] (Reyes

& Cárdenas, 2007, pág. 361)

4.2.2 Tipo de infraestructura vial

Se mencionarán los tipos de infraestructura analizados a lo largo de los tramos de estudio, desde

la Av. Calle 17 con carrera 129 en Bogotá hasta Facatativá por la Carrera 2ª y del Puente el Cortijo

hasta la T del Rosal.

Carreteras de carriles múltiples: Tienen dos o más carriles por sentido con características

inferiores a las autopistas.

[…] Se encuentran en entornos rurales y en zonas suburbanas donde las densidades

de desarrollo urbanístico son mayores, aumentando la fricción vehicular por la presencia

más frecuencia de movimientos de vuelta y retornos, ocasionando que la operación o el

nivel de servicio sean de menor calidad que el ofrecido por las autopistas. […] (Reyes &

Cárdenas, 2007, pág. 382)

Figura 3. Carretera de carril múltiple, dos carriles por sentido. Vía Madrid-

Facatativá.

Fuente: Propia.

1. Niveles de servicio

Page 38: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

37

En la figura 2, se muestra el esquema metodológico para el análisis de carreteras de carriles

múltiples que se seguirá a lo largo de este proyecto para los tramos de las vías mencionadas

anteriormente.

Figura 4. Esquema metodológico para el análisis de carreteras de carriles múltiples.

Page 39: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

38

Fuente: Rafael Cal y Mayor, J. C. INGENIERIA DE TRANSITO (Octava ed.). Alfaomega.

Recuperado el Marzo de 2019.

La tabla 2 muestra las definiciones que corresponden a cada nivel de servicio y como debe ser la

categorización de acuerdo a los cálculos realizados.

Tabla 2.

Niveles de servicio.

Nivel de

servicio Descripción Figura

A

Representa una circulación a flujo

libre. Los usuarios, considerados en

forma individual, están

virtualmente exentos de los efectos

de la presencia de otros en la

circulación. Poseen una altísima

libertad para seleccionar sus

velocidades deseadas y maniobrar

dentro del tránsito. El nivel general

de comodidad y conveniencia

proporcionado por la circulación al

motorista, pasajero o peatón, es

excelente.

B

Está dentro del rango del flujo

estable, aunque se empiezan a

observar otros vehículos integrantes

de la circulación. La libertad de

selección de las velocidades

deseadas sigue relativamente

inafectada, aunque disminuye un

poco la libertad de maniobra en

relación con la del nivel de servicio

A. El nivel de comodidad y

conveniencia es algo inferior a los

del nivel de servicio A, porque la

presencia de otros comienza a

influir en el comportamiento

individual de cada uno.

Page 40: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

39

Nivel de

servicio Descripción Figura

C

Pertenece al rango de flujo estable,

pero marca el comienzo del

dominio en el que la operación de

los usuarios individuales se ve

afectada de forma significativa por

las interacciones con los otros

usuarios. La selección de velocidad

se ve afectada por la presencia de

otros, y la libertad de maniobra

comienza a ser restringida. El nivel

de comodidad y conveniencia

desciende notablemente.

D

Representa una circulación de

densidad elevada, aunque estable.

La velocidad y libertad de maniobra

quedan seriamente restringidas, y el

conductor o peatón experimenta un

nivel general de comodidad y

conveniencia bajo. Los pequeños

incrementos del flujo generalmente

ocasionan problemas de

funcionamiento.

E

El funcionamiento está en él, o

cerca del límite de su capacidad. La

velocidad de todos se ve reducida a

un valor bajo, bastante uniforme.

La libertad de maniobra para

circular es extremadamente difícil,

y se consigue forzando a un

vehículo o peatón a "ceder el paso".

Los niveles de comodidad y

conveniencia son enormemente

bajos, siendo muy elevada la

frustración de los conductores o

peatones. La circulación es

normalmente inestable, debido a

que los pequeños aumentos del

flujo o ligeras perturbaciones del

tránsito producen colapsos.

Page 41: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

40

Nivel de

servicio Descripción Figura

F

Representa condiciones del flujo

forzado. Esta situación se produce

cuando la cantidad de tránsito que

se acerca a un punto, excede la

cantidad que puede pasar por él. En

estos lugares se forman colas,

donde la operación se caracteriza

por la existencia de ondas de parada

y arranque, extremadamente

inestables.

Fuente: TRB. Highway Capacity Manual. HCM (2000)

https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/highway_capacital_manual.pdf

4.2.3 Volúmenes de tránsito

En esta sección se muestra una breve introducción a la cartilla de volúmenes de tránsito del

instituto Nacional de Vías (INVIAS), el mapa de estaciones de medición en Cundinamarca y los

volúmenes de las respectivas estaciones de los tramos seleccionados, distribuidos en porcentajes,

año y tipo de vehículo.

Uso de los volúmenes de tránsito:

o Planeación vial

o Proyectos viales

o Ingeniería de tránsito

Análisis de capacidad y niveles de servicio

o Estudios de seguridad vial

o Investigaciones sobre nuevas metodologías para el control del tránsito y el transporte

o Estudios ambientales

Page 42: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

41

Los estudios sobre volúmenes de tránsito se realizan con el propósito de obtener

datos reales relacionados con el movimiento de vehículos sobre secciones específicas

dentro del sistema vial, dichos datos se expresan en relación con el tiempo y de su

conocimiento se hace posible el desarrollo de metodologías que permite estimar de

manera razonable, la calidad del servicio que el sistema presta a los usuarios de las

diferentes carreteras. […] (INVIAS, 2011)

En las cartillas que proporcionadas por la Subdirección de Apoyo Técnico de Instituto

Nacional de Vías, se clasifican los vehículos de acuerdo a las siguientes categorías (Figura 17):

1. Automóviles___________________________________________ (A)

2. Buses_________________________________________________ (B)

3. Camiones pequeños de dos ejes ____________________________(C2-P)

4. Camiones grandes de dos ejes _____________________________ (C2- G)

5. Camiones de tres ejes y cuatro ejes _________________________ (C3- C4)

6. Camiones de cinco ejes___________________________________ (C3- S2)

7. Camiones de seis o más ejes ______________________________ (C3- S3)

Page 43: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

42

Figura 5. Categoría de vehículos.

Fuente: Volúmenes de Tránsito y costos de operación 2010 – 2011.

En cuanto al análisis de la información proporcionada por los conteos manuales de tránsito

plasmados en los mapas de estaciones, en la figura 18 se muestra un ejemplo de cómo van

distribuidos los datos.

Figura 6. Ejemplo de datos. Antioquia.

Fuente: https://goo.gl/VKuMqC

Page 44: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

43

5. Metodología

PRIMERA FASE

Descripción de los tramos

En este proyecto se desarrollará un nivel de análisis operacional en la vía Bogotá

(Fontibón)- Facatativá, Avenida Medellín o Calle 80, vía Funza- Bogotá, vía Principal de

Funza, Carretera Panamericana, variante de Madrid, vía Facatativá- Madrid y vía El Rosal-

Bogotá.

Estas vías tienen ciertas diferencias en la geometría, como por ejemplo de la corona

(carriles, bermas, cunetas) y separadores. Teniendo en cuenta esto, a continuación, se

presenta la distribución de los tramos finales, la localización de los puntos de aforo, los

resultados del conteo y las velocidades que reflejo el radar.

La vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá (Calle 13):

Se dividió en 8 tramos diferentes, la caracterización se hizo en base a las medidas

tomadas en la zona de estudio.

Figura 7. Concesión CCFC S.A.S dividida por tramos según geometría.

Fuente: Basado en Google Earth. Recuperado el 12 de diciembre de 2018.

Page 45: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

44

Intersección semaforizada (1)

El marcador “1” que se encuentra en la figura 7, representa la localización de la

intersección Av. Carrera 129 con Av. Calle 17, en la figura 8, se observa la diferencia de

volúmenes de flujo, en el sentido Norte- Sur es mayor.

Figura 8. Intersección semaforizada (Av. Carrera 129 con Av. Calle 17).

Fuente: Basado de Google Maps. Rescatado el 12 de diciembre de 2018.

En la tabla 3, se encuentra la información general y lo relacionado con el aforo.

Tabla 3.

Resumen de información general y aforo. Intersección Av. Cr 129 # 17.

Intersección semaforizada

Información general

Nombre 1

Ubicación Av. Carrera 135 con Av.

Calle 17

Movimientos 3 Norte- Sur

4 Sur- Norte

9(1) Este- Norte

9(4) Sur- Este

8(1) Este- Sur

Fuente: Propia

Page 46: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

45

La sección transversal de la Av. Calle 17 está definida por las medidas en la figura 9,

en el anexo 1, el cual corresponde a los planos se encuentra la distribución de los

movimientos.

Figura 9. Sección Av. Calle 17 y movimientos. Intersección semaforizada.

Fuente: Propia.

Page 47: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

46

Peaje Río Bogotá (2)

El Peaje Río Bogotá se encuentra ubicado en la vía concesionada Bogotá (Fontibón) –

Facatativá – Los Alpes, la cual está a cargo de Concesiones CCFC S.A.S. En la figura 10 se

muestra el tipo de vehículos que circulan por este punto y los ejes correspondientes.

Figura 10. Vehículos y ejes. Peaje Río Bogotá.

Fuente: Aeronáutica civil. (Julio de 2017). RAC 1. Recuperado el Marzo de 2018, de RAC 1:

http://www.aerocivil.gov.co/normatividad/RAC/RAC%20%201%20-%20Definiciones.pdf

Las mediciones al peaje Río Bogotá, se hicieron en una caseta de tráfico mixto. La

zona de estudio estaba delimitada por el cambio de geometría, los reductores de velocidad

que están indicados en la figura 7 como C y D. Se tomó el tiempo que se tarda un vehículo

en ser atendido por la encargada, en tal caso que se presente algún tipo de demora y esto

genere fila de espera, se contarán los carros que se acumulen para pasar por el puesto de

servicio.

La sección transversal de C está definida por las medidas en la figura 11, aquí se

muestra el ancho del carril izquierdo el cual va entrando a Bogotá. La longitud indicada en

los carriles del peaje corresponde al punto de la primera marca amarilla que se ve en la

figura 12.

Page 48: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

47

En el anexo 1 se encuentran las vistas en planta y las secciones en ambos sentidos de

todos los tramos.

Figura 11. Sección transversal C. Peaje Río Bogotá.

Fuente: Propia.

Figura 12. Peaje Río Bogotá.

Fuente: Propia

Tramo D- E

Este tramo tiene una longitud de 3,47 Km. Se encuentra ubicado en el sector de Funza,

Tres Esquinas, una parte de Mosquera y el Cerrito, está trazado por la vía Funza- Bogotá.

Es el primer tramo ya que desde la intersección (A) hasta (B) que es el límite de Bogotá hay

menos de un kilómetro, es por esto que se dejó esta como análisis de intersección

Page 49: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

48

semaforizada, la distancia entre (B) y (C) era muy corta y entre (C) y (D) se encuentra el

peaje.

Las coordenadas geográficas de sus límites son:

D: 4°41'56,97" N

74°11'03,87" O

E: 4°41'48,55" N

74°12'56,21" O

En la figura 13 se muestra el límite (D), es en este punto después del peaje donde la vía

retoma la geometría original.

Figura 13. Ubicación de D.

Fuente: Propia

La sección del tramo D-E se muestra en la figura 14, las medidas se tomaron en campo.

Se realizó una visita previa al día del aforo.

Figura 14. Sección tramo D-E.

Fuente: Propia

Page 50: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

49

Tramo E- F

Este tramo tiene una longitud de 1,70 Km, está ubicado cerca a Mosquera por la vía

principal Funza. El punto (E) tiene una captación de agua, es por esto que dimensión del

separador aumenta. En la figura 15, se ve la captación y el cambio en la geometría.

Las coordenadas geográficas de sus límites son:

E: 4°41'48,55" N

74°12'56,21" O

F: 4°42'05,09" N

74°13'44,86"O

Figura 15. Ubicación de E.

Fuente: Propia

La sección transversal del tramo E- F en sentido Bogotá- Facatativá se muestra en la

figura 16 y el sentido Facatativá- Bogotá en la figura 17.

Figura 16. Sección transversal sentido Bogotá- Facatativá.

Page 51: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

50

Fuente: Propia

Figura 17. Sección transversal sentido Facatativá- Bogotá.

Fuente: Propia

En la figura 17, se ve un muro en concreto a 2,22 metros de la barrera de seguridad este

hace parte de la estructura hidráulica.

Tramo F- G

Este tramo pasa por la Vía Principal de Funza, la Carretera Panamericana y toma una

parte de la variante Madrid. Su longitud es de 3,0 Km.

En la figura 18 se muestra la ubicación de (F), K6+600 y se evidencia presencia de

cuneta en el costado derecho del carril que va saliendo de Bogotá.

Las coordenadas geográficas de sus límites son:

F: 4°42'05,09" N

74°13'44,86" O

G: 4°43'22,44" N

74°14'23,81" O

Page 52: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

51

Figura 18. Ubicación de F.

Fuente: Propia

En este tramo hubo una reducción del separador de 30,13 metros con respecto al del E-

F, este cambio fue gradual y el punto F se ubicó donde la geometría era homogénea.

En la figura 19 está la sección transversal del tramo y el detalle de la cuneta.

Figura 19. Sección tramo F- G y detalle cuneta.

Fuente: Propia

Page 53: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

52

Tramo G- H

La longitud de este tramo es de 4,10 Km y su ubicación cubre casi en su totalidad a la

variante de Madrid y el barrio San Pedro en Madrid. En la figura 20 se muestra la ubicación

del punto G y la cuneta que presenta este tramo sobre el costado izquierdo del carril que

sale de Bogotá.

Las coordenadas geográficas de sus límites son:

G: 4°43'22,44" N

74°14'23,81" O

H: 4°44'30,80" N

74°15'53,34" O

Figura 20. Localización G.

Fuente: Basado de Google Maps. Rescatado el 27 de enero de 2019.

En la figura 21, se muestra la sección del tramo, el detalle de la cuneta y los dos tipos

de barrera de seguridad que se manejan a los costados externos.

Page 54: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

53

Figura 21. Sección tramo G- H y detalle cuneta.

Fuente: Propia

Tramo H- I

La longitud de este tramo es de 1,74Km y se encuentra en la última parte de la variable

Madrid en sentido Oriente- Occidente, pasando por la glorieta y saliendo a la vía

Facatativá- Bogotá. En la figura 22, se muestra la ubicación del punto H.

Las coordenadas geográficas de sus límites son:

H: 4°44'30,80" N

74°15'53,34" O

I: 4°44'26,93" N

74°16'46,91" O

Page 55: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

54

Figura 22. Localización H.

Fuente: Basado de Google Maps. Rescatado el 9 de febrero de 2019.

En la figura 23, se muestra la sección del tramo, el tipo de separador, la zanga a lado

derecho y las barreras de seguridad que se manejan a los costados externos.

Figura 23. Sección del tramo H-I.

Fuente: Propia

Tramo I- J

Este tramo se encuentra sobre la vía Facatativá- Bogotá, el límite (J) se encuentra

ubicado en la sección vial donde cambia la geometría debido al Peaje El Corzo y su

longitud es de 1,00 Km. En la figura 24, se muestra la localización del punto I.

Las coordenadas geográficas de sus límites son:

Page 56: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

55

I: 4°44'26,93" N

74°16'46,91" O

J: 4°44'45,83" N

74°19'13,17" O

Figura 24. Localización de I.

Fuente: Propia

Esta sección tiene una particularidad, después de la glorieta que une la Variante Madrid

con la vía Facatativá- Bogotá aparece la ciclorruta que se encuentra a 3,78 metros del carril

derecho. En la figura 25 se muestra la distribución de los carriles con respecto a la

ciclorruta.

Figura 25. Sección del tramo I- J.

Fuente: Propia.

Page 57: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

56

Peaje El Corzo (3)

El Peaje El Corzo (3) se encuentra ubicado en la vía concesionada Bogotá (Fontibón) –

Facatativá – Los Alpes, la cual está a cargo de Concesiones CCFC S.A.S. En la figura 26 se

muestra el tipo de vehículos que circulan por este punto y los ejes correspondientes.

Figura 26. Vehículos y ejes. Peaje Río Bogotá.

Fuente: Aeronáutica civil. (Julio de 2017). RAC 1. Recuperado el Marzo de 2018, de RAC 1:

http://www.aerocivil.gov.co/normatividad/RAC/RAC%20%201%20-%20Definiciones.pdf

Las mediciones al peaje El Corzo, se hicieron en una caseta de tráfico mixto. La zona

de estudio estaba delimitada por el cambio de geometría, la distribución y el sentido de

servicio (Facatativá- Bogotá), se muestran en la figura 27. Se tomó el tiempo que se tarda

un vehículo en ser atendido por la encargada, en tal caso que se presente algún tipo de

Page 58: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

57

demora y esto genere fila de espera, se contarán los carros que se acumulen para pasar por

el puesto de servicio.

Figura 27. Peaje El Corzo.

Fuente: Basado de Google Maps. Rescatado el 10 de febrero de 2019.

La sección transversal de J está definida por las medidas en la figura 28, aquí se

muestra el ancho del carril derecho el cual va saliendo de Bogotá. Este es el punto en donde

cambia la geometría, los 5 metros de carril corresponden al ancho total con la señalización

para pasar a las casetas.

En el anexo 1 se encuentran las vistas en planta y las secciones en ambos sentidos de

todos los tramos.

Figura 28. Sección transversal J. Peaje El Corzo.

Fuente: Propia

Page 59: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

58

Tramo K- L

Este tramo tiene una longitud de 2,46 Km. Se encuentra ubicado en el sector de Potrero

Grande, Madrid. En el punto (K) la vía retoma la geometría después del peaje (figura 29).

Este tramo al igual que el I- J, presentan características diferentes en cada calzada. La

sección que tiene sentido NW-SE está compuesto de dos carriles por sentido y una berma

de 1.20 (figura 30) y la sección SE- NW se compone de ciclorruta a 3,59m de la berma, dos

carriles por sentido y una berma de 1,20m como se muestra en la figura 31.

Figura 29. Ubicación de K.

Fuente: Propia

Las coordenadas geográficas de sus límites son:

K: 4°45'00,31" N

74°17'37,59" O

L: 4°45'50,05" N

74°18'38,54" O

Page 60: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

59

Figura 30. Sección transversal sentido NW-SE. Hacia Bogotá.

Fuente: Propia

Figura 31. Sección transversal sentido SE- NW. Hacia Facatativá.

Fuente: Propia

Tramo L- M

Este tramo abarca una parte de El Corzo, Madrid y otra parte de Cartagenita,

Facatativá. Está ubicado sobre la vía Facatativá- Madrid y tiene una longitud de 3,43 Km.

El punto (M) se muestra en la figura 32, en este sector el separador ya no tiene canal de

agua y se mantiene la ciclorruta como se muestra en la figura 33.

Page 61: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

60

Figura 32. Ubicación de M.

Fuente: Propia

Las coordenadas geográficas de sus límites son:

L: 4°45'50,05" N

74°18'38,54" O

M: 4°47'04,78" N

74°19'55,48" O

Figura 33. Sección transversal L- M.

Fuente: Propia

La vía Bogotá- Villeta (Calle 80):

Se dividió en 5 tramos diferentes, esto se hizo teniendo en cuenta la geometría de la

corona (carriles, bermas, cunetas) y separadores. La caracterización se hizo en base a un

recorrido en automóvil y en Google Maps.

En la figura 34, se muestra la distribución de los tramos a lo largo de la vía, además de

los puntos de aforo, los aeropuertos y los tramos.

Page 62: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

61

Figura 34 Concesión Sabana del Occidente S.A.S dividida por tramos según geometría.

Fuente: Basado en Google Earth. Recuperado el 26 de octubre de 2018.

Tramo N- O

Este tramo está compuesto por dos puntos, N está ubicado en el puente El Cortijo

(figura 35) que es límite de Bogotá con el resto de Cundinamarca y O está en el sector de

Alejandría hasta el cambio de geometría para el peaje Siberia.

Page 63: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

62

Figura 35. Ubicación de N. Puente Cortijo, Calle 80.

Fuente: Propia

Su longitud es de 8,40Km y su sección transversal se muestra en la figura 28.

Las coordenadas geográficas de sus límites son:

N: 4°43'42,76" N

74°07'37,49" O

O: 4°46'44,32" N

74°10'59,28" O

Este tramo tiene una variación de geometría en el puente, ya que la corona en este

sentido del punto N tiene tres carriles como muestra la figura 36 y pasa a tener dos carriles

a los 234,95 metros para este proyecto se toman tramos homogéneos como se evidencia en

la figura 37.

Page 64: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

63

Figura 36. Sección transversal Puente Cortijo, Calle 80. Punto N (Saliendo de Bogotá)

Fuente: Propia

Figura 37. Sección homogénea tramo N- O.

Fuente: Propia

En la figura 38, se muestra la sección transversal a la que se hace referencia en la

figura 37, la sección homogénea la cual se tuvo en cuenta para el aforo de este tramo.

Page 65: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

64

Figura 38. Sección transversal tramo N- O.

Fuente: Propia

Peaje Siberia (4)

El Peaje de Siberia ubicado En el km 09+000 en la vía Bogotá- La Vega, el cual

actualmente cuenta con ocho (8) carriles. En la figura 39 se muestra el tipo de vehículos

que circulan por este punto.

Figura 39. Tipo de vehículos. Peaje Siberia

Fuente: Propia.

Page 66: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

65

Las mediciones al peaje Siberia, se hicieron en una caseta de tráfico mixto. La zona de

estudio estaba delimitada por el cambio de geometría que está indicado en la figura 40. Se

tomó el tiempo que se tarda un vehículo en ser atendido por la encargada, en tal caso que se

presente algún tipo de demora y esto genere fila de espera, se contarán los carros que se

acumulen para pasar por el puesto de servicio.

Figura 40. Peaje Siberia.

Fuente: Propia

La sección transversal de este punto está definida por las medidas en la figura 41, aquí

se muestra el ancho de carril izquierdo y el total de toda la sección.

Figura 41. Sección transversal Peaje Siberia (4).

Fuente: Propia

Page 67: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

66

Tramo P- Q

Este tramo tiene una longitud de 2,71 Km, está ubicado por la vereda La Punta y la

vereda Jacauto que corresponden a los municipios de Funza y Tenjo. En la figura 42, se

muestra la caracterización del lugar.

La particularidad de este tramo son las dimensiones de la berma en ambos sentidos, en

la figura 43 se observa la sección transversal del límite, la dimensión del carril el cual es

constante en ambos sentidos y un carril adicional que da paso

Figura 42. Caracterización del tramo P- Q. Tenjo

Fuente: Propia

Las coordenadas geográficas de sus límites son:

P: 4°46'53,89" N

74°11'12,04" O

Q: 4°47'46,89" N

74°12'22,56" O

Page 68: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

67

Figura 43. Sección transversal P- Q.

Fuente: Propia

Tramo Q- R

El tramo está ubicado en la vereda El Cerrito, Madrid y pasa por la vía El Rosal-

Bogotá (50), tiene una longitud de 1,67Km. En esta sección de la vía, la geometría es

similar en ambos sentidos, la diferencia se encuentra en la distancia libre a su respectivo

costado derecho.

En la figura 44, se muestra la sección de acuerdo a las medidas tomadas en campo.

Además, se puede observar el tipo de tráfico que predomina en esta ruta.

Figura 44. Sección transversal tramo Q- R.

Fuente: Propia

Page 69: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

68

Las coordenadas geográficas de sus límites son:

Q: 4°47'46,89" N

74°12'22,56" O

R: 4°48'31,53" N

74°12'50,41” O

Tramo R- S

Está ubicado en el sector de Las Penas, Madrid. El tramo ocupa 1,22 Km de la vía que

conduce de Bogotá a El Rosal.

La inconformidad radica en las bermas, es así como la diferencia entre ambas coronas

es de 43 cm, como se puede evidenciar en la figura 45.

Figura 45. Sección transversal tramo R- S.

Fuente: Propia

Las coordenadas geográficas de sus límites son:

R: 4°48'31,53" N

74°12'50,41" O

S: 4°48'54,14" N

74°13'22,71” O

En la figura 46, se evidencia la visita previa a la vía 50 (El Rosal- Bogotá) para

determinar el punto de aforo y la toma de medidas.

Page 70: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

69

Figura 46. Localización tramo R- S. Las Penas, Madrid Cundinamarca.

Fuente: Propia

Tramo S- T

Este es el último tramo de estudio. Tiene una longitud de 6,57 Km hasta El Rosal, va

hasta el K21+500 en la vía y su geometría se caracteriza por el cambio de nivel en las

calzadas, este desnivel tiene aproximadamente 1,20 metros como se evidencia en la figura

47.

Figura 47. Sección transversal del tramo S-T.

Fuente: Propia

Page 71: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

70

La figura 48 muestra la localización de T y las coordenadas geográficas de los límites

son:

S: 4°48'54,14" N

74°13'22,71" O

T: 4°50'57,02" N

74°16'17,51” O

Figura 48. Localización tramo S- T.

Fuente: Propia

Page 72: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

71

Resultados de los aforos

Determinación de la hora de aforo

Para determinar el día de aforo, se tomaron los itinerarios de una semana de viajes en

el aeropuerto, teniendo en cuenta tanto la hora de los aterrizajes y los despegues, se tuvo en

cuenta diferentes aspectos de importancia a la hora de determinar el volumen de personas

que salen y entran del aeropuerto, como lo son las demoras (anunciadas con anticipación),

los tiempos que puede gastar una persona al momento de encontrar su aerolínea

correspondiente, check-in y migración.

Posteriormente se realizó una búsqueda del tipo de avión que se usaría para cada vuelo

y mediante el aeroplaning (ver tabla 4) se determinó el número de pasajeros máximo que

podía transportar.

Tabla 4

Modelo de avión y el número de pasajeros que pueden transportar.

Modelo de Avión Número de pasajeros

A320 150

A318 100

A319 120

AT76 70

B763 181

A321 194

A20N 240

A21N 256

B788 161

A332 253

A333 293

AT45 50

B38M 170

B77L 400

E170 145

E145 106

E190 190

Fuente: Propia.

Page 73: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

72

Con los datos obtenidos anteriormente se organizaron los horarios teniendo en cuenta

el tiempo que los pasajeros deben estar con antelación al vuelo en el aeropuerto y el tiempo

de salida del aeropuerto, y de esa manera obtener el número de pasajeros que se encuentran

en el aeropuerto.

Se verifico el día de máxima demanda en aeropuerto, dando como resultado el viernes

(Ver anexo 2), posteriormente se obtuvo la hora de máxima demanda que se presentó el

viernes, para los cuales se da como hora de máxima demanda de (17:30-18:30) con el fin de

identificar el momento en el que se transportan la mayor cantidad de vehículos entre

aeropuertos.

Formatos de aforo

Intersección semaforizada

El formato que se muestra en la figura 49 cumple con las especificaciones para una

intersección semaforizada, ya que contiene 5 cuadros cada periodo para los 3 tipos de

vehículo. Lo que esto quiere decir es que, en 15 minutos, 5 veces el semáforo está en verde.

Este ejemplo corresponde al caso de la Av. Carrera 135 con Av. Calle 17 Fontibón,

Bogotá., movimiento (3) Occidente – Oriente donde se aforo durante 4 horas.

Page 74: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

73

Figura 49. Formato de aforo para una hora. Semaforizada

Fuente: Propia

1: Ciclos de cada 15 minutos hasta completar una hora.

2: Número de vehículos que pasan durante un cambio de semáforo a verde.

3: Número total de cada tipo de vehículos que paso durante el periodo.

4: Vista en planta de la intersección y el norte.

Tramos

El formato que se muestra en la figura 50 fue el utilizado para totalizar los aforo en

tramos homogéneos. El trabajo en campo se hizo manejando la misma distribución del

espacio y se usaron rayas (l) las cuales cada una representaba un vehículo. Este se realizó

en un periodo de una hora.

Page 75: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

74

Figura 50. Formato de aforo para una hora. Tramos

Fuente: Propia

1: Ciclos de cada 15 minutos hasta completar una hora.

2: Número de vehículos que pasan durante 15 minutos

3: Vista en planta del tramo y el norte.

En el caso de intersección y tramos, se totalizaron los mixtos por cada tipo de vehículo,

por periodo y al final por movimiento en un formato aparte (figura 51) para hacer el

respectivo análisis de los datos.

Figura 51. Formato para totales mixtos.

Fuente: Propia

FECHA INTERSECCION

SENTIDO AFORADOR

HORA INICIO HORA FIN

TIPO HOJA DE

Periodo

INGENIERIA DE VIAS PROYECTO DE GRADO

TOTALES MIXTOS REVISION 0

TIPO A TIPO B TIPO C TOTAL MIXTOS

Page 76: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

75

Peajes

En este caso, se realizó el esquema de cada peaje y se delimito con respecto a los

reductores de velocidad, ya que lo que se medía acá no era la cantidad de vehículos sino el

tiempo de servicio para así tener en cuenta las demoras en el recorrido.

En la figura 52 se muestra el Peaje El Corzo y se señalan las pautas para la medición

del tiempo.

Figura 52. Diagrama Peaje El Corzo.

Fuente: Propia

1: Reductor de velocidad. Cronómetro 0:00

2: Entra a la zona de servicio.

3: Salida de la zona de servicio.

4: Reductor de velocidad. Cronómetro stop.

Page 77: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

76

Velocidades

Inicialmente se utilizó el formato de la figura 53, ya que para la toma de datos en

campo era más práctico. Se hizo así para cada tramo por sentido, velocidades base y de

acuerdo al comportamiento de cada punto si era necesario se agregaban otros límites.

Figura 53. Formato aforo de

velocidades en campo.

Fuente: Propia

Ubicación de los puntos de aforo

Intersección semaforizada

En la figura 54, se muestra la localización de los aforos de la intersección. El (1) indica

la ubicación de Brandon Nossa, los movimientos que se aforan desde ese punto son: el 3

(Occidente- Oriente), 8(1) (Norte- Oriente) y el (2) indica la ubicación de Laura Martínez,

58 78

59 79

60 80

61 81

62 82

63 83

64 84

65 85

66 86

67 87

68 88

69 89

70 90

71 91

72 92

73 93

74 94

75 95

76 96

77 97

Sentido: Bogotá- El Rosal

Vel

(Km/h)

Vehículos

observados

Vel

(Km/h)

Vehículos

observados

Page 78: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

77

los movimientos que se aforan desde ese punto son: el 4 (Oriente- Occidente), 9(4)

(Oriente- Norte) y 9(1) (Norte- Occidente).

Esta visita se realizó el 7 de septiembre del 2018, tuvo una duración de 4 horas,

empezando a las 16:15 y finalizando a las 20:15. Se tomó este rango de horas para que

coincidiera con la hora pico del Aeropuerto Internacional El Dorado.

Figura 54. Localización puntos de aforo.

Intersección Av. Carrera 135 con Av.

Calle 17, Fontibón.

Fuente: Propia

Peajes

El aforo de los peajes se hizo en un vehículo. Se mantuvieron las condiciones del

recorrido en general, la velocidad y la hora, empezó a correr el tiempo cuando el automóvil

estaba en el primer reductor de velocidad.

En la tabla 5, se muestra la información principal y la distribución del peaje.

Page 79: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

78

Tabla 5.

Información general del Peaje Río Bogotá.

Peaje Río Bogotá

Información general

Figura 55. Ubicación aforo Peaje Río Bogotá

Fuente: Basado de Google Maps. Rescatado el

25 de marzo de 2019.

Nombre 2

Ubicación 4°41'55,02" N

74°10'45,80" O

Sentido Este- Oeste

Casetas 11

Aforo

Fecha 14 de septiembre 2018

Duración 00:31,2

Fila No hubo

Fuente: Propia

En la tabla 6, se muestra la información principal y la distribución del peaje.

Tabla 6

Información general del Peaje El Corzo.

Peaje El Corzo

Información general

Figura 56. Ubicación aforo Peaje El Corzo.

Fuente: Basado de Google Maps. Rescatado

el 25 de marzo de 2019.

Nombre 3

Ubicación 4°44'55,22" N

74°17'28,24" O

Sentido Oeste- Este

Casetas 5

Aforo

Fecha 19 de octubre 2018

Duración 00:27,2

Fila No hubo

Fuente: Propia

En la tabla 7, se muestra la información principal y la distribución del peaje.

Page 80: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

79

Tabla 7

Información general del Peaje Siberia.

Peaje Siberia

Información general

Figura 57.Ubicación aforo Peaje Siberia.

Fuente: Basado de Google Maps. Rescatado el

25 de marzo de 2019.

Nombre 4

Ubicación 4°46'49,28" N

74°11'06,20" O

Sentido W-E / E-W

Casetas 8 ambos sentidos

Aforo

Fecha 16 de noviembre 2018

Duración 01:09,0 00:30,9

Fila No hubo

Fuente: Propia

Tramos

Para los tramos se tuvo en cuenta que el flujo fuera continuo y no se viera afectado por

salidas o entradas de vehículos. El aforo de los tramos se realizó durante una hora con el fin

de evaluar los niveles de servicio en la hora pico del Aeropuerto Internacional El Dorado.

En la tabla 8, se organizaron los datos con respecto a los puntos de aforo de la vía

Bogotá (Fontibón) - Facatativá. También se evaluó el riesgo del trabajo en campo ya que se

solicitaron los respectivos permisos a la concesión CCFC S.A.S.

Page 81: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

80

Tabla 8

Resumen de localización puntos de aforo tramos vía Bogotá (Fontibón) - Facatativá

Nombre Tramo Absc Sector Ubicación Fecha

A1 D-E K

3+

062

Tre

s es

quin

as

Figura 58. Tramo D- E. Ubicación

punto de aforo.

14/0

9/2

018

A2 E-F

K5+

678

Fre

nte

a P

roduct

os

Ali

men

tici

os

Dori

a.

Figura 59. Tramo E- F. Ubicación

punto de aforo.

21/0

9/2

018

A3 F-G

K7+

827

Car

rete

ra P

anam

eric

ana.

Mosq

uer

a

Figura 60. Tramo F- G. Ubicación

punto de aforo

28

/09/2

018

Page 82: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

81

Nombre Tramo Absc Sector Ubicación Fecha

A4 G-H

K11+

775

Var

iante

Mad

rid

Figura 61. Tramo G- H. Ubicación

punto de aforo

5/1

0/2

018

A5 H-I

K14+

045

Var

iante

Mad

rid

Figura 62. Tramo H- I. Ubicación

punto de aforo

12/1

0/2

018

A6 I-J

K15+

424

Mad

rid

Figura 63. Tramo I- J. Ubicación

punto de aforo

19/1

0/2

018

A7 K-L K17+824

Potr

ero G

rand

e-

Figura 64. Tramo K- L. Ubicación

punto de aforo

26/1

0/2

018

Page 83: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

82

Nombre Tramo Absc Sector Ubicación Fecha

A8 L-M K21+710

Fac

atat

ivá

Figura 65. Tramo L- M. Ubicación

punto de aforo

2/1

1/2

018

Fuente: Adaptado de Google Maps. Recuperado el 23 de septiembre de 2018.

El mapa con la ubicación de los puntos de aforo se encuentra en la figura 7. Aquí se

señala la localización con respecto a los límites de cada tramo y al Aeropuerto El Dorado ll.

En la tabla 9, se organizaron los datos con respecto a los puntos de aforo de la vía

Bogotá - Medellín. También se evaluó el riesgo del trabajo en campo ya que se solicitaron

los respectivos permisos a la concesión Sabana de Occidente.

Tabla 9

Resumen de localización puntos de aforo tramos vía Bogotá – La Vega.

Nombre Tramo Absc Sector Ubicación Fecha

A9 N-O

K4+

500

Cota

, C

undin

amar

ca

Figura 66. Tramo N- O. Ubicación

punto de aforo.

09/1

1/2

018

A10 P-Q

K10+

750

Ten

jo,

Cundin

amar

ca

16

/11/2

018

Page 84: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

83

Nombre Tramo Absc Sector Ubicación Fecha

Figura 67. Tramo P- Q. Ubicación

punto de aforo.

A11 Q-R K

12+

850

Mad

rid, C

undin

amar

ca

Figura 68. Tramo Q- R. Ubicación

punto de aforo

23/1

1/2

018

A12 R-S

K14+

250

Mad

rid, C

undin

amar

ca

Figura 69. Tramo R- S. Ubicación

punto de aforo

30/1

1/2

018

A13 S-T

20+

100

San

José

, E

l R

osa

l.

Figura 70. Tramo S- T. Ubicación

punto de aforo

07/1

2/2

018

Fuente: Adaptado de Google Maps. Recuperado el 19 de Octubre de 2018.

Aforos

Las vías que fueron analizadas en este proyecto conectan a Bogotá con las zonas

industriales de Siberia y Madrid. Estas vías manejan en mayor proporción vehículos TIPO

A (automóviles) y en segundo lugar los TIPO C (camiones), lo que quiere decir que en

estas opera tráfico pesado.

Page 85: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

84

En esta sección se muestran los resultados de los aforos vehiculares realizados en la

intersección semaforizada de la Av. Carrera 135 con Av. Calle 17 (movimiento 3), el tramo

D- E (Concesión CCFC S.A.S) y el tramo N- O (Concesión Sabana de Occidente), dentro

de los cuales se incluye formato para una hora (Intersección y Tramos), formato para

totales mixtos, totales en una hora (%) y total del tramo. En el anexo 3 y 4 se encuentran

todos los formatos en físico con la información totalizada resultado del trabajo de campo.

Intersección semaforizada

El aforo inició a las 16:15 del 7 de septiembre de 2018. El primer periodo registró 217

automóviles, 40 buses y 115 camiones, esto corresponde a los semáforos en verde que hubo

dentro de los primeros 15 minutos y así respectivamente como se muestra en la figura 71.

Figura 71. Formato de aforo (16:15 - 17:15). M3 (Occ- Or)

Fuente: Propia

FECHA INTERSECCION

MOVIMIENTO AFORADOR

HORA INICIO HORA FIN

TIPO HOJA 1 DE 46

Periodo

16:15-16:30

16:30-16:45

16:45-17:00

17:00-17:15

TIPO A TIPO B TIPO C ESQUEMA

16:15 17:15

3 Occidente- Oriente Brandon Nossa

7-sep-18 Carrera 135 #17

A, B y C

1:00:00 a. m.

INGENIERIA DE VIAS PROYECTO DE GRADO

AFOROS VEHICULARES REVISION 0

217

47 33 43 53

41

40

10 7 10 10

3

115

23 26 20 21

25

185

46 27 41 36

35

9 10 14 5

12 26

217

49 47 35 37

49

50

12 7 14 11

6

1

0 0 0 0

0

114

14 13 17 23

16

20

3 2 2 2

1

25

22

130

27 26 20 31

4

0 1 0

50

133

32 16 28 30

27

159

33 24 33 41

28

44

10 8 10 8

8

103

16 22 18

Page 86: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

85

En la figura 72, se muestran los resultados de totalizar los mixtos de la primera hora

por cada tipo de vehículo, periodo y el total de la hora para el mismo movimiento.

Figura 72. Formato para totales mixtos (16:15 - 17:15). M3 (Occ- Or)

Fuente: Propia

A continuación, se calculó el porcentaje que representa queda tipo de vehículo sobre el

total de los mixtos por hora y según lo visto en la tabla 10 el porcentaje más alto equivale a

los automóviles con el 50%, seguido por los camiones con 36%.

Tabla 10.

Porcentajes vehículos M3

Total en hora 1

A B C

652 179 472

50% 14% 36%

Fuente: Propia

El procedimiento que se realizó para encontrar cada valor se muestra en la ecuación 1:

𝑇𝐴𝑃1 + 𝑇𝐴𝑃2 + 𝑇𝐴𝑃3 + 𝑇𝐴𝑃4 = 𝑇𝐴𝐻1 (E1)

Donde:

TAH1: Total vehículos Tipo A en la primera hora.

TA: Total vehículos Tipo A.

FECHA INTERSECCION

MOVIMIENTO AFORADOR

HORA INICIO HORA FIN

TIPO A, B y C HOJA 1 DE 46

Periodo

16:15-16:30

16:30-16:45

16:45-17:00

17:00-17:15

INGENIERIA DE VIAS PROYECTO DE GRADO

TOTALES MIXTOS REVISION 0

7-sep-18 Carrera 135 #17

3 Occidente- Oriente Brandon Nossa

16:15 17:15

TIPO A TIPO B TIPO C TOTAL MIXTOS

169 39 113 321

180 46 130 356

144 50 126 320

159 44 103 306

1303

Page 87: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

86

P1: Primer periodo de la hora, en este caso 16:15 a 16:30.

P2: Segundo periodo de la hora, en este caso 16:30 a 16:45.

P3: Tercer periodo de la hora, en este caso 16:45 a 17:00.

P4: Cuarto periodo de la hora, en este caso 17:00 a 17:15.

Es así como se halla el primer valor basado en la ecuación 1 y su respectivo porcentaje:

169 + 180 + 144 + 159 = 652

652

1303∗ 100 = 50%

De acuerdo al total de vehículos aforados; 5359, en el movimiento 3 en un periodo de

las 16:15 a las 20:15, en la tabla 11 se muestran los porcentajes que corresponden a cada

vehículo.

Tabla 11.

Porcentajes vehículos intersección semaforizada Av. Carrera 135 con Av. Calle 17,

Fontibón.

Total, en cuatro horas

A B C

2680 763 1916

50% 14% 36%

Fuente: Propia

El procedimiento que se realizó para encontrar cada valor se muestra en la ecuación 2:

𝑇𝐴𝐻1 + 𝑇𝐴𝐻2 + 𝑇𝐴𝐻3 + 𝑇𝐴𝐻4 = 𝑇𝐴 (E2)

Donde:

TA: Total vehículos Tipo A en las cuatro horas.

TAH#: Total vehículos Tipo A por hora.

H1: Primera hora, en este caso 16:15 a 17:15.

Page 88: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

87

H2: Segundo hora, en este caso 17:15 a 18:15.

H3: Tercera hora, en este caso 18:15 a 19:15.

H4: Cuarto hora, en este caso 19:15 a 20:15.

El valor de A, se calculó por medio de la ecuación 2 y su respectivo porcentaje con el

total de vehículos aforados.

652 + 648 + 751 + 629 = 2680

2680

5359∗ 100 = 50%

La hora registrada con mayor flujo vehicular fue 18:15- 19:15.

Después de tener el resultado de los aforos, se hicieron dos tablas donde se muestra la

VHVT (Variación horaria del Volumen de Tránsito).

En la tabla 12, se muestra la VHVT con respecto a los vehículos mixtos por hora en

ambos sentidos y su porcentaje. Esto con el fin de determinar el tipo de vehículo que

predomina en esta intersección y en qué hora es más recurrente.

Page 89: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

88

Tabla 12

Variación horaria del Volumen de Tránsito

Variación horaria del volumen de tránsito.

Intersección: Av. Carrera 135 con Av. Calle 17

Día: viernes 14 de septiembre de 2018

(vehículos mixtos/ hora)

Hora del día Vehículos en ambos sentidos

Autos Buses Camiones Total

16:15 17:15 1954 486 954 3394

17:15 18:15 1765 508 1026 3299

18:15 19:15 2111 493 1063 3667

19:15 20:15 1769 407 957 3133

Comp. vehicular 56% 14% 30% 100%

Fuente: Propia

El tipo de vehículo que predomina es el A, ya que su porcentaje supera la mitad del

volumen aforado.

Adicional a esto se elaboró una gráfica (figura 73) que revela el comportamiento de los

vehículos en el transcurso de las cuatro horas. Esta grafica representa los valores obtenidos

en la tabla 12.

Page 90: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

89

Figura 73. Volumen horario tipos de vehículos VS Horas. Intersección Av.

Carrera 135 con Av. Calle 17, Fontibón.

Fuente: Propia

Se evidencia de manera gráfica que los automóviles superan en volumen a los otros

tipos de vehículos, además el total aforado (línea continua) demuestra que la hora con

mayor flujo vehicular es 19:15.

En cambio, la tabla 13 está con respecto a las ramas de la intersección, entradas y

salidas y la hora de aforo. La justificación está en que de acuerdo al destino u orientación

del pasajero se verá saturada o no la intersección.

Autos

Buses

Camiones

Total

0

300

600

900

1200

1500

1800

2100

2400

2700

3000

3300

3600

3900

17:15 18:15 19:15 20:15

Vo

lum

en h

ora

rio

(veh

ícu

los/

ho

ra/s

enti

do

)

Horas

Page 91: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

90

Tabla 13.

Variación horaria del Volumen de Tránsito, ramas de la intersección.

Variación horaria del volumen de tránsito.

Intersección: Av. Carrera 135 con Av. Calle 17. Fontibón, Bogotá.

(vehículos mixtos/hora)

Hora

Rama de la intersección Total, la

intersección 1 2 3

Entran Salen Entran Salen Entran Salen

16:15- 17:15 1859 1303 119 119 1416 1972 3394

17:15- 18:15 1693 1334 139 143 1467 1822 3299

18:15- 19:15 1978 1443 120 134 1569 2090 3667

19:15- 20:15 1666 1279 105 88 1362 1766 3133

Total 4 hrs 7196 5359 483 484 5814 7650 13493

Fuente: Propia

Las ramas de la intersección se refieren a los accesos que hay a esta. En este caso se

tienen 3, acceso occidental (1), acceso norte (2) y acceso oriental (3), para cada una se

calcularon las entradas y salidas.

Rama 1:

Entran: Movimiento 4 (Oriente- Occidente) y movimiento 9(1) (Norte- Sur con giro a

la derecha).

Salen: Movimiento 3 (Occidente- Oriente)

Rama 2:

Entran: Movimiento 9(4) (Oriente- Occidente con giro a la derecha)

Salen: Movimiento 9(1) (Norte- Sur con giro a la derecha) y movimiento 8(1) (Norte-

Sur con giro a la izquierda).

Rama 3:

Entran: Movimiento 3 (Occidente- Oriente) y movimiento 8(1) (Norte- Sur con giro a

la izquierda).

Page 92: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

91

Salen: Movimiento 4 (Oriente- Occidente) y movimiento 9(4) (Oriente- Occidente con

giro a la derecha).

En la figura 74, se encuentra la distribución de la intersección por ramas con respecto

al porcentaje de cada tipo de vehículo, entradas y salidas. Estos porcentajes se calcularon en

base a los resultados que arroja la tabla 11 para cada movimiento.

Figura 74. Distribución de vehículos intersección semaforizada.

Fuente: Propia

Se observa en la figura 74 que la mayor cantidad de vehículos que circulan por este

punto se dirigen hacia las afueras de la ciudad y la mayoría son automóviles. También se

puede decir que lo que más estarían ingresando a Bogotá son camiones con un valor de

36% lo que equivaldría a 1929 camiones en 4 horas aproximadamente y el porcentaje más

relevante de buses proviene de la rama 2, la cual conduce del barrio Florencia hacia

Mosquera.

Page 93: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

92

La representación gráfica que muestra los valores totales de la intersección con

respecto a los intervalos de aforo está en la figura 75, en esta se observa el cambio que

presenta el tráfico después de la hora de máxima demanda pues esta pasa de tener 3667 a

3133 vehículos, disminuye un 15% en menos de una hora.

Figura 75. Volumen total intersección VS Horas. Intersección Av.

Carrera 135 con Av. Calle 17, Fontibón.

Fuente: Propia

El total de vehículos aforados en la intersección a lo largo de las cuatro horas el 7 de

septiembre de 2018 fue: 13493.

3394

3299

3667

3133

2850

2900

2950

3000

3050

3100

3150

3200

3250

3300

3350

3400

3450

3500

3550

3600

3650

3700

16:15- 17:15 17:15- 18:15 18:15- 19:15 19:15- 20:15

Vo

lum

en h

ora

rio

(v

ehíc

ulo

s m

ixto

s/ H

ora

/ to

do

s lo

s ac

ceso

s)

Horas

Page 94: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

93

Tramos

El aforo del tramo D- E inició a las 17:30 del 14 de Septiembre de 2018. El primer

periodo registró 205 automóviles, 55 buses, 73 camiones en sentido Bogotá- Facatativá y

229 automóviles, 47 buses y 54 camiones en sentido Facatativá- Bogotá, en la figura 76 y

77 se muestran los valores obtenidos del aforo y el total mixtos para cada sentido.

Figura 76. Formato de aforo (17:30 - 18:30) y totales mixtos. Tramo D-E. Sentido:

(Btá- Fcta)

Fuente: Propia.

FECHA TRAMO

SENTIDO AFORADOR

HORA INICIO HORA FIN 1:00:00

TIPO HOJA 21 DE 46

Periodo

17:30- 17:45

17:45- 18:00

18:00- 18:15

18:15- 18:30 234 38 85

205 55 73

174 43 56

311 32 90

Bogotá- Facatativá Laura Martínez

17:30 18:30

14-sep-18 D- E

INGENIERIA DE VIAS PROYECTO DE GRADO

AFOROS VEHICULARES REVISION 0

A, B y C

TIPO A TIPO B TIPO C ESQUEMA

FECHA INTERSECCION

SENTIDO AFORADOR

HORA INICIO HORA FIN

TIPO A, B y C HOJA 21 DE 46

Periodo

17:30- 17:45

17:45- 18:00

18:00- 18:15

18:15- 18:30

TOTALES MIXTOS REVISION 0

INGENIERIA DE VIAS PROYECTO DE GRADO

17:30 18:30

Bogotá- Facatativá Laura Martínez

14-sep-18 D- E

205 55 73 333

TIPO A TIPO B TIPO C TOTAL MIXTOS

174 43 56 273

311 32 90 433

1396

234 38 85 357

Page 95: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

94

Figura 77. Formato de aforo (17:30 - 18:30) y totales mixtos. Tramo D-E. Sentido:

(Fcta- Btá)

Fuente: Propia.

A continuación, se calculó el porcentaje que representa queda tipo de vehículo sobre el

total de los mixtos por hora y según lo visto en la tabla 14 el porcentaje más alto equivale a

los automóviles con el 66%, seguido por los camiones con 22%.

FECHA TRAMO

SENTIDO AFORADOR

HORA INICIO HORA FIN

TIPO HOJA 22 DE 46

Periodo

17:30- 17:45

17:45- 18:00

18:00- 18:15

18:15- 18:30

INGENIERIA DE VIAS PROYECTO DE GRADO

AFOROS VEHICULARES REVISION 0

211 44 36

185 54 28

207 45 69

229 47 54

TIPO A TIPO B TIPO C

14-sep-18 D- E

ESQUEMA

Facatativá- Bogotá Brandon Nossa

17:30 18:30

A, B y C

FECHA INTERSECCION

MOVIMIENTO AFORADOR

HORA INICIO HORA FIN

TIPO A, B y C HOJA 22 DE 46

Periodo

17:30- 17:45

17:45- 18:00

18:00- 18:15

18:15- 18:30

TOTALES MIXTOS REVISION 0

PROYECTO DE GRADOINGENIERIA DE VIAS

17:30 18:30

Facatativá- Bogotá Brandon Nossa

14-sep-18 D- E

229 47 54 330

TIPO A TIPO B TIPO C TOTAL MIXTOS

28 267

211 44 36 291

185 54

1209

207 45 69 321

Page 96: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

95

Tabla 14.

Porcentajes vehículos Tramo D-E. Sentido: (Btá- Fcta)

Total, en hora

A B C

924 168 304

66% 12% 22%

Fuente: Propia

El procedimiento que se realizó para encontrar cada valor se muestra en la ecuación 1 y

su respectivo porcentaje:

205 + 174 + 311 + 234 = 924

924

1396∗ 100 = 66%

De acuerdo al total de vehículos aforados en ambos sentidos; 2605, en el tramo D- E en

un periodo de las 17:30 a las 18:30, en la tabla 15 se muestran los porcentajes que

corresponden a cada vehículo.

Tabla 15.

Porcentajes vehículos Tramo D-E en ambos sentidos

Total, en hora

A B C

1756 358 491

67% 14% 19%

Fuente: Propia

El procedimiento que se realizó para encontrar cada valor se muestra en la ecuación 3:

𝑇𝐴𝑆(𝐵−𝐹) + 𝑇𝐴𝑆(𝐹−𝐵) = 𝑇𝐴 (E3)

Donde:

TA: Total vehículos Tipo A en la hora.

TAS(B-F): Total vehículos Tipo A por hora en el sentido Bogotá- Facatativá.

Page 97: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

96

TAS(F-B): Total vehículos Tipo A por hora en el sentido Facatativá- Bogotá.

El valor de A, se calculó por medio de la ecuación 3 y su respectivo porcentaje con el

total de vehículos aforados.

924 + 832 = 1756

1756

2605∗ 100 = 67%

Después de tener el resultado de los aforos, se realizó la tabla 16 donde se muestra el

resumen de todos los datos para el sentido Bogotá- Facatativá.

Tabla 16.

Total, mixtos vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido: Bogotá- Facatativá.

Sentido: Bogotá- Facatativá

HORAS Tramo

D- E E- F F- G G- H H- I I- J K- L L- M

17:30- 17:45 333 406 281 227 161 157 137 152

17:45- 18:00 273 356 317 241 180 151 149 120

18:00- 18:15 433 405 333 214 172 185 171 126

18:15- 18:30 357 260 276 183 146 136 156 138

Fuente: Propia

El tramo que alcanzó mayor flujo vehicular fue el D- E, en el periodo 18:00-18:15 y el

menor valor estuvo en el tramo L- M periodo 17:45- 18:00. El total de vehículos aforados

en la esta vía a lo largo de la hora del 14 de septiembre al 2 de noviembre de 2018 fue:

13921.

La figura 78 muestra la variación vehicular en la vía durante una hora. El tramo E- F y

K-L son los que muestran un comportamiento más constante, después del tramo F-G se ve

una reducción de flujo significativa, debido a que a lo largo del tramo se encuentra la

desviación para entrar al Municipio de Madrid, Cundinamarca y es por esta razón que

Page 98: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

97

disminuye la cantidad de vehículos. Podría decirse que el flujo de este punto en adelante se

mantiene similar.

Figura 78. Total, mixtos vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido: Bogotá- Facatativá.

Fuente: Propia

Se realizó el mismo procedimiento para el sentido Facatativá- Bogotá y los resultados

que arrojo se encuentran en la tabla 17 y la figura 79.

Tabla 17.

Total, mixtos vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido: Facatativá- Bogotá.

Sentido: Facatativá- Bogotá

HORAS Tramo

D- E E- F F- G G- H H- I I- J K- L L- M

17:30- 17:45 330 241 325 237 150 126 140 159

17:45- 18:00 291 290 297 191 153 125 166 153

18:00- 18:15 267 341 297 198 154 149 119 158

18:15- 18:30 321 235 228 198 150 139 140 121

Fuente: Propia

33

3

27

3

43

3

35

7

40

6

35

6

40

5

26

028

1

31

7 33

3

27

6

22

7 24

1

21

4

18

3

16

1 18

0

17

2

14

615

7

15

1

18

5

13

6

13

7 14

9 17

1

15

6

15

2

12

0

12

6 13

8

1 7 : 3 0 - 1 7 : 4 5 1 7 : 4 5 - 1 8 : 0 0 1 8 : 0 0 - 1 8 : 1 5 1 8 : 1 5 - 1 8 : 3 0

TOTA

L M

IXTO

S

HORAS

Tramo D- E Tramo E- F Tramo F- G Tramo G- H Tramo H- I Tramo I- J Tramo K- L Tramo L- M

Page 99: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

98

El tramo que alcanzó mayor flujo vehicular fue el E- F, en el periodo 18:00-18:15 y el

menor valor estuvo en el tramo K- L periodo 18:00- 18:15.

Figura 79. Total, mixtos vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido: Facatativá- Bogotá.

Fuente: Propia.

La figura anterior muestra la variación vehicular en la vía durante una hora. El tramo

G- H y H- I son los que muestran un comportamiento más constante, después del tramo F-

G, al igual que en el otro sentido se ve una reducción de flujo significativa, debido a que a

lo largo del tramo se encuentra la desviación para entrar al Municipio de Madrid,

Cundinamarca y es por esta razón que disminuye la cantidad de vehículos. Podría decirse

que el flujo de este punto en adelante se mantiene similar.

33

0

29

1

26

7

32

1

24

1

29

0

34

1

23

5

32

5

29

7

29

7

22

823

7

19

1

19

8

19

8

15

0

15

3

15

4

15

0

12

6

12

5

14

9

13

9

14

0

16

6

11

9 14

015

9

15

3

15

8

12

1

1 7 : 3 0 - 1 7 : 4 5 1 7 : 4 5 - 1 8 : 0 0 1 8 : 0 0 - 1 8 : 1 5 1 8 : 1 5 - 1 8 : 3 0

TOTA

L M

IXTO

S

HORAS

Tramo D- E Tramo E- F Tramo F- G Tramo G- H Tramo H- I Tramo I- J Tramo K- L Tramo L- M

Page 100: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

99

Concesión Sabana de Occidente S.A.S

El aforo del tramo N- O inició a las 17:30 del 09 de noviembre de 2018. El primer

periodo registró 204 automóviles, 43 buses, 72 camiones en sentido Bogotá- El Rosal y 268

automóviles, 85 buses y 61 camiones en sentido El Rosal- Bogotá, en la figura 80 y 81 se

muestran los valores obtenidos del aforo y el total mixtos para cada sentido.

Figura 80. Formato de aforo (17:30 - 18:30) y totales mixtos. Tramo N-O. Sentido:

(Btá- Rsl)

Fuente: Propia.

FECHA TRAMO

SENTIDO AFORADOR

HORA INICIO HORA FIN

TIPO HOJA 37 DE 46

Periodo

17:30- 17:45

17:45- 18:00

18:00- 18:15

18:15- 18:30 218 51 75

221 51 80

Bogotá- El Rosal Laura Martínez

227 40 68

204 43 72

TIPO A TIPO B TIPO C ESQUEMA

INGENIERIA DE VIAS PROYECTO DE GRADO

AFOROS VEHICULARES REVISION 0

17:30 18:30

A, B y C

9-nov-18 N- O

FECHA INTERSECCION

SENTIDO AFORADOR

HORA INICIO HORA FIN

TIPO A, B y C HOJA 37 DE 46

Periodo

17:30- 17:45

17:45- 18:00

18:00- 18:15

18:15- 18:30

1350

218 51 75 344

221 51 80 352

227 40 68 335

204 43 72 319

17:30 18:30

TIPO A TIPO B TIPO C TOTAL MIXTOS

9-nov-18 N- O

Bogotá- El Rosal Laura Martínez

INGENIERIA DE VIAS PROYECTO DE GRADO

TOTALES MIXTOS REVISION 0

Page 101: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

100

Figura 81. Formato de aforo (17:30 - 18:30) y totales mixtos. Tramo N-O. Sentido:

(Rsl- Btá)

Fuente: Propia.

La tabla 18 contiene los porcentajes de vehículos sobre el total aforado durante la hora.

Según lo esto los automóviles con el 64% son los vehículos más recurrentes en esta vía,

seguido por los camiones con 22%.

FECHA

SENTIDO AFORADOR

HORA INICIO HORA FIN

TIPO HOJA 38 DE 46

Periodo

17:30- 17:45

17:45- 18:00

18:00- 18:15

18:15- 18:30

TIPO A TIPO B

184 87 49

213 92 44

El Rosal- Bogotá Brandon Nossa

253 104 42

TIPO C ESQUEMA

268 85 61

INGENIERIA DE VIAS PROYECTO DE GRADO

AFOROS VEHICULARES REVISION 0

17:30 18:30

A, B y C

9-nov-18 TRAMO N- O

FECHA INTERSECCION

MOVIMIENTO AFORADOR

HORA INICIO HORA FIN

TIPO A, B y C HOJA 38 DE 46

Periodo

17:30- 17:45

17:45- 18:00

18:00- 18:15

18:15- 18:30 49 320

1482

184 87

42 399

213 92 44 349

253 104

TOTAL MIXTOS

268 85 61 414

17:30 18:30

TIPO A TIPO B TIPO C

9-nov-18 N- O

El Rosal- Bogotá Brandon Nossa

INGENIERIA DE VIAS PROYECTO DE GRADO

TOTALES MIXTOS REVISION 0

Page 102: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

101

Tabla 18

Porcentajes vehículos Tramo N-O. Sentido: (Btá- Rsl)

Total, en hora

A B C

870 185 295

64% 14% 22%

Fuente: Propia

El procedimiento que se realizó para encontrar cada valor se muestra en la ecuación 1 y

su respectivo porcentaje:

204 + 227 + 221 + 218 = 870

870

1350∗ 100 = 64%

De acuerdo al total de vehículos aforados en ambos sentidos; 2832, en el tramo N- O

en un periodo de las 17:30 a las 18:30, en la tabla 19 se muestran los porcentajes que

corresponden a cada vehículo.

Tabla 19

Porcentajes vehículos Tramo N-O en ambos sentidos

Total, en hora

A B C

1788 553 491

63% 20% 17%

Fuente: Propia

El valor de A, se calculó por medio de la ecuación 3 y su respectivo porcentaje con el

total de vehículos aforados.

870 + 928 = 1788

Page 103: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

102

1788

2832∗ 100 = 63%

Después de tener el resultado de los aforos, se realizó la tabla 20 donde se muestra el

resumen de todos los datos para el sentido Bogotá- El Rosal.

Tabla 20

Total, mixtos vía Bogotá- La Vega. Sentido: Bogotá- El Rosal.

Sentido: Bogotá- El Rosal

HORAS Tramo

N- O P- Q Q- R R- S S- T

17:30- 17:45 319 94 141 126 98

17:45- 18:00 335 84 137 111 92

18:00- 18:15 352 68 109 125 72

18:15- 18:30 344 65 128 87 85

Fuente: Propia.

El menor valor lo presentó el tramo P-Q, en el periodo 18:15-18:30 y el mayor estuvo

en N- O periodo 18:00- 18:15. El total de vehículos aforados en la esta vía a lo largo de la

hora del 9 de noviembre al 7 de diciembre de 2018 fue: 6305.

La variación del flujo vehicular en la vía durante un periodo de una hora se representa

gráficamente en la figura 82.

Page 104: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

103

Figura 82. Total, mixtos vía Bogotá- La Vega. Sentido: Bogotá- El Rosal.

Fuente: Propia

El tramo N- O es el que muestra un flujo vehicular mayor mientras los tramos

siguientes manejan volúmenes dentro de un rango de 65 a 141 total mixtos/por sentido.

Este comportamiento se debe a que la presencia de la glorieta que da acceso a la vía Funza-

Cota y muchos de los vehículos toman este desvío pasando por el peaje de La Tebaida.

Se realizó el mismo procedimiento para el sentido El Rosal- Bogotá y los resultados

que arrojo se encuentran en la tabla 22 y la figura 83.

Tabla 21.

Total, mixtos vía Bogotá- La Vega. Sentido: El Rosal- Bogotá.

Sentido: El Rosal- Bogotá

HORAS Tramo

N- O P- Q Q- R R- S S- T

17:30- 17:45 414 92 144 132 107

17:45- 18:00 399 128 140 128 115

18:00- 18:15 349 93 105 105 133

18:15- 18:30 320 102 131 115 81

Fuente: Propia.

31

9 33

5 35

2

34

4

94

84

68

65

14

1

13

7

10

9 12

8

12

6

11

1 12

5

879

8

92

72 8

5

1 7 : 3 0 - 1 7 : 4 5 1 7 : 4 5 - 1 8 : 0 0 1 8 : 0 0 - 1 8 : 1 5 1 8 : 1 5 - 1 8 : 3 0

TOTA

L M

IXTO

S

HORAS

Tramo N- O Tramo P- Q Tramo Q- R Tramo R- S Tramo S- T

Page 105: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

104

Figura 83. Total, mixtos vía Bogotá- La Vega. Sentido: El Rosal- Bogotá.

Fuente: Propia

El tramo N- O es el que muestra un flujo vehicular mayor mientras los tramos

siguientes manejan volúmenes dentro de un rango de 81 a 144 total mixtos/por sentido.

Este comportamiento se debe a la presencia de la glorieta que da acceso a la vía Bogotá- La

Vega desde los municipios de Mosquera y Funza, muchos de los vehículos que aparecen en

el tramo N-O son provenientes de estos lugares.

41

4

39

9

34

9

32

0

92

12

8

93 10

2

14

4

14

0

10

5 13

1

13

2

12

8

10

5

11

5

10

7

11

5 13

3

81

1 7 : 3 0 - 1 7 : 4 5 1 7 : 4 5 - 1 8 : 0 0 1 8 : 0 0 - 1 8 : 1 5 1 8 : 1 5 - 1 8 : 3 0

TOTA

L M

IXTO

S

HORAS

Tramo N- O Tramo P- Q Tramo Q- R Tramo R- S Tramo S- T

Page 106: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

105

Peajes

En estos puntos el aforo se realizó de manera diferente, ya que se tomaron los tiempos

de servicio en cambio del flujo vehicular. A continuación, se muestran los diagramas de

cada peaje con su respectivo resultado.

Peaje Río Bogotá:

Figura 84. Tiempo de servicio Peaje Río Bogotá.

Fuente: Propia

En este peaje el tiempo promedio de servicio; el tiempo que se demora usuario en la

zona de pago, es de 00:15,7 segundos. A comparación de los otros puntos, este es el que

maneja mayores tiempos. Su sección es más grande ya que cuenta con 11 casetas, es el

punto receptor de todos los vehículos que van saliendo a Bogotá puesto que se encuentra a

830 metros aproximadamente del límite de la capital con el resto de Cundinamarca.

Page 107: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

106

Peaje El Corzo

Figura 85. Tiempo de servicio Peaje El Corzo.

Fuente: Propia

En este peaje el tiempo que se demora el usuario en la zona de pago, es de 00:15,0

segundos. Es el punto receptor de los vehículos que viajan desde Bogotá o Madrid hacia

Facatativá, puesto que se encuentra a 2 Kilómetros aproximadamente de la glorieta que

conecta a la variante con la salida del municipio de Madrid.

Page 108: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

107

Peaje Siberia

Figura 86. Tiempo de servicio Peaje Siberia

Fuente: Propia

El peaje Siberia maneja sistema de cobro en ambos sentidos, el tiempo de servicio del

sentido Bogotá- El Rosal es de 00:11,5 segundos y El Rosal- Bogotá es de 00:12,9

segundos. Este en cambio es el que tiene menores tiempos. El sector donde se encuentra

ubicado este peaje tiene varios parques industriales lo que hace que la mayoría de sus

usuarios sean camiones.

Velocidades

Las velocidades fueron aforadas con radar, el tamaño de la muestra (n) se asumió

inicialmente de 60 vehículos por sentido, para ajustar este valor se adoptó un error

permitido en la estimación de la velocidad de todo el tránsito (e) de 2,4Km/H, ya que se

Page 109: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

108

sugiere que se use un valor de ±8.0 Km/H a ±1.5 Km/H. A continuación, se estimó la

velocidad media verdadera y arrojo el valor del error máximo.

En esta sección se muestra el procedimiento para el tramo D-E de la concesión CCFC

S.A.S y este es igual para los demás tramos de esta vía, las tablas de resultados se muestran

en el anexo 5.

1. Resultados aforo de velocidades: En la tabla 22 se muestran las velocidades de 37 a

89 Km/H y los vehículos observados respectivamente, en la última celda se

muestra la sumatoria de los vehículos que corresponde a n.

Tabla 22.

Aforo velocidades vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido Bogotá- Facatativá.

Sentido: Bogotá- Facatativá

Ver

(Km/h)

Vehíc

obser

Vel

(Km/h)

Vehíc

obser

Vel

(Km/h)

Vehíc

obser

37 1 55 4 73 1

38 0 56 2 74 0

39 0 57 2 75 0

40 0 58 4 76 0

41 0 59 3 77 1

42 2 60 2 78 2

43 1 61 1 79 1

44 1 62 2 80 0

45 1 63 3 81 0

46 1 64 0 82 0

47 0 65 2 83 1

48 0 66 1 84 0

49 3 67 3 85 0

50 1 68 1 86 1

51 3 69 2 87 0

52 1 70 1 88 0

53 0 71 0 89 1

54 2 72 2 ∑ 60

Page 110: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

109

Fuente: Propia

2. Datos de entrada: En la tabla 23, están los valores de m con respecto al tamaño de

la muestra y en la tabla 24 están los datos de entrada que se derivan de la tabla 22.

Tabla 23.

Valor de m

n m

50>n>100 7

100 8

200 10

Fuente: Aeronáutica civil. (Julio de 2017). RAC 1. Recuperado el Marzo de 2018, de RAC 1:

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El valor de la muestra (n) tiene un valor de 60, se toma un factor m de 7 y se

reemplaza en la siguiente tabla.

Page 112: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

111

Tabla 24.

Datos de entrada vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido Bogotá- Facatativá.

Datos de entrada

Vmáx 89

Vmin 37

Amplitud total

(Vmáx- Vmin) 52

n 60

m 7

Fuente: Propia

3. Ancho de intervalo de clase

𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑙𝑎𝑠𝑒: 𝐴𝑚𝑝𝑙𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑚 (E4)

𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑙𝑎𝑠𝑒: 52

7= 7,429 ≈ 7

El ancho del intervalo de clase debe tener un número entero, en este caso, se

utiliza el valor de 7 km/h. Así se puede obtener la tabla de distribuciones de frecuencia

mostrada en la tabla 25.

Tabla 25.

Distribuciones de frecuencia de velocidad de punto.

Page 113: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

112

Fuente: Propia

3.1 Columna 1: Intervalo de clase:

Los intervalos de clase incrementan cada 7 km/h, en el primer intervalo (33,5-

40,49) debe quedar incluida la mínima velocidad medida (37 km/h) y en el

último (82,5-89,49) quede incluido la mayor (86 km/h).

3.2 Columna 2: Punto medio: Vi

Se obtiene sumando los límites de los intervalos de clase y dividiendo entre 2,

esta es la velocidad media de cada grupo. (E5)

𝑉𝑖 =𝐿.𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟+𝐿.𝑖𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟

2 (E5)

𝑉𝑖 =33,5 + 40,49

2= 37 𝑘𝑚/ℎ

3.3 Columna 3: Frecuencia observada: fi

2 3 4 5 6 7 8

Abs. Relat. Abs. Relat.

(%) (%)

33,5 40,49 37 1 1,7 1 1,7 1369 37 1369

40,5 47,49 44 6 10,0 7 11,7 1936 264 11616

47,5 54,49 51 10 16,7 17 28,3 2601 510 26010

54,5 61,49 58 18 30,0 35 58,3 3364 1044 60552

61,5 68,49 65 12 20,0 47 78,3 4225 780 50700

68,5 75,49 72 6 10,0 53 88,3 5184 432 31104

75,5 82,49 79 4 6,7 57 95,0 6241 316 24964

82,5 89,49 86 3 5,0 60 100,0 7396 258 22188

60 100,0 3641 228503

Frecuencia acumulada(Col 2)2 (Col 3) (Col 2) (Col 3) (Col 6)

fis Vi2

fiVi fiVi2

1

Intervalo de clase

Grupos de velocidad

Punto

medio

Frecuencia observada

Totales ∑

(Km/h) Vi

(Km/h)fi

𝑛100

𝑛

100 𝑛100

𝑛

100

Page 114: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

113

Cada grupo está compuesto por un número de velocidades y para el primer

intervalo se desplegar así:

(33,5- 40,49) - 37 km/h: 1 vez

38 km/h: 0 veces

39 km/h: 0 veces

40 km/h: o veces

3.4 Columna 4: Frecuencia observada relativa: 𝑓𝑖

𝑛100

La frecuencia relativa (E6) es la frecuencia observada entre el total de todas las

frecuencias o el n. Por ejemplo, la frecuencia relativa del primer grupo (33,5-

40,49) es:

𝑓𝑖

𝑛(100) =

𝑓1

𝑛(100) (E6)

=1

60(100)

= 1,7 %

La sumatoria de las frecuencias relativas de todos los intervalos, debe ser igual

a 100. Así:

∑ 𝑙𝑛(100)

𝑁

𝑖=1

=100

𝑛(∑ 𝑖

𝑁

𝑖=1

) =100

𝑛(𝑛) = 100

3.5 Columna 5: Frecuencia acumulada absoluta y relativa fis y 𝑓𝑖𝑠

𝑛(100)

Page 115: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

114

La frecuencia absoluta hasta el quinto intervalo de clase (61,5- 68,49) es:

𝑖𝑠 = ∑ 𝑖5𝑖=1 (E7)

=1+6+10+18+12

= 47

Lo que significa que 47 vehículos tienen velocidades menores a 68,49.

Frecuencia acumulada relativa = 𝑓𝑖𝑠

𝑛(100)

La frecuencia acumulada relativa de las velocidades menores que 68,49 km/h

es:

𝐹𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 =𝑓𝑖𝑠

𝑛(100) (E8)

=47

60 (100)

=78,3%

Esto quiere decir que el 78,3% de los vehículos tiene velocidades menores de

68,49 km/h.

3.6 Columnas 6,7 y 8:

Estas columnas se utilizan más adelante para cálculos adicionales gráficamente.

4. Representación gráfica de los datos de velocidad de punto

Page 116: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

115

4.1 Histograma de frecuencias: Esta representación consiste en un conjunto de

rectángulos los cuales su base corresponde a los intervalos de clase (columna

1) sobre el eje horizontal, en el centro irían las marcas de los puntos medios

(columna 2) y en su eje vertical las frecuencias observadas relativas (columna

4).

4.2 Polígono de frecuencias (Gráfico de línea): Este se traza en el histograma y se

trata de unir los puntos medios de los rectángulos (columna 2). Ambos

diagramas se encuentran en la figura 87.

Figura 87. Histograma y polígono de frecuencias de velocidades

de punto. Tramo D-E, vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá.

Fuente: Propia

4.3 Percentiles: Se calcularon los percentiles P15, P50, P85 y P98. Los datos se

organizaron como lo muestra la tabla 26, los límites que se muestran aquí

corresponden a los valores de la tabla 25 y a partir de las ecuaciones 9 y 10 se

hicieron los cálculos.

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

37 44 51 58 65 72 79 86

FREC

UEN

CIA

OB

SER

VA

DA

REL

ATI

VA

(%

)

VELOCIDADES (Km/h)

Histograma

Poligono

Page 117: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

116

Tabla 26.

Percentil P15. Tramo D-E

Percentil 15,0

Posición Fi-1 11,7

15

Fi 28,3

Li 47,5

A 7

48,9

Fuente: Propia

Primero es necesario encontrar la posición para localizar su ubicación en la

tabla 22 y así asignar los valores para la ecuación 10.

𝑃𝑜𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛 = 𝐾𝑛

100 (E9)

Donde:

K= Valor del percentil que se desea encontrar, en este caso 15.

n= Número de datos, como se graficó la frecuencia acumulada relativa este

valor sería 100.

𝑃𝑜𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛 = 15 ∗ 100

100= 15

A continuación, se halla el valor del percentil:

𝑃𝐾 = 𝐿𝑖 + 𝐴 (𝑃𝑜 𝑖𝑐𝑖ó𝑛−𝐹𝑖−1

𝐹𝑖−𝐹𝑖−1) (E10)

Donde:

Li= Límite inferior de la frecuencia posterior.

A= Amplitud, es resultante de la diferencia del intervalo de clase.

Fi-1= Frecuencia acumulada relativa inferior.

Page 118: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

117

Fi= Frecuencia acumulada relativa superior.

𝑃15 = 47,5 + 7 (15 − 11,7

28,3 − 11,7)

𝑃15 = 48,9 𝑘𝑚/ℎ

Este es el límite inferior de la velocidad, que tiene por objeto controlar a los

vehículos lentos.

El procedimiento fue el mismo para todos los percentiles, únicamente se

variaba el valor de K con respecto a cada uno y se asignaban los límites y las

frecuencias correspondientes a cada posición. La tabla 29 contiene el resumen

de todos los valores de los percentiles y estos están graficados en cada curva de

distribuciones de frecuencia acumulada relativa.

4.4 Curva de distribuciones de frecuencia: Esta se construye a partir de las

columnas 2 y 4 de la tabla 25, lo que da como resultado una curva suave la

cual se obtiene dibujando los porcentajes de las observaciones totales y el

punto medio por cada grupo.

4.5 Curva de distribuciones de frecuencia acumulada relativa: El porcentaje

acumulado se refiere al porcentaje de vehículos viajando a/o por la velocidad

dada, estos se grafican contra el límite superior de cada intervalo de clase

(columna 1). La curva de distribuciones de frecuencia y la curva de

distribuciones de frecuencia acumulada relativa se encuentran en la figura 88.

Page 119: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

118

Figura 88. Curva de frecuencia observada y acumulada de velocidades de

punto. Velocidad media de punto. Tramo D-E, vía Bogotá (Fontibón)-

Facatativá.

Fuente: Propia

5. Valores representativos

Los parámetros que describen correctamente las características de la tabla

25 son:

5.1 Velocidad media de unto o velocidad media temporal: �̅�𝑡

�̅�𝑡 =∑ (𝑓𝑖𝑉𝑖𝑁𝑖=1 )

𝑛=

∑ (𝑓𝑖𝑉𝑖10𝑖=1 )

60 (E11)

= ∑(𝐶𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎 7)

60=

3641

60= 60,7 𝑘𝑚/ℎ

Este valor se encuentra indicado en la figura 88 y es un estimado de

la velocidad que debería tener cualquier vehículo en el punto de

Media; 60,7

P15

P50

P85

P98

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

FREC

UEN

CIA

AC

UM

. REL

ATI

VA

(%

)

FREC

UEN

CIA

OB

S. R

ELA

TIV

A (

%)

VELOCIDADES (Km/h)

Curva de frecuencias (O y A)

Frecuencias obs Frecuencia acum

Page 120: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

119

estudio y estadísticamente un estimador de la velocidad media real del

punto de la población.

5.2 Desviación estándar: S

Esta desviación es una medida estadística a lo que respecta la

dispersión del punto medio de las velocidades, ya que los vehículos no

viajan todos a la misma velocidad y se calcula por medio de la

ecuación 12.

𝑆 = √∑ [𝑓𝑖(𝑉𝑖−�̅�𝑡)2]𝑁𝑖=1

𝑛−1=

√∑ (𝑓𝑖𝑉𝑖2)−

[∑ (𝑓1𝑉1)𝑁𝑖=1 ]

2

𝑛𝑁𝑖=1

𝑛−1 (E12)

La desviación estándar para el tramo D-E y de acuerdo a la expresión

anterior, es igual a:

𝑆 =√∑(𝐶𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎 8) −

[∑(𝐶𝑜𝑙𝑢𝑚𝑛𝑎 7)]2

𝑛𝑛 − 1

Donde:

n= Tamaño de la muestra del tramo por sentido

Columna 7= Frecuencia obs absoluta*Punto medio= 𝑖𝑉𝑖

Columna 8= Frecuencia obs absoluta*Punto medio2= 𝑖𝑉𝑖2

𝑆 =√228503 −

[3641]2

6060 − 1

𝑆 = 11,32 𝑘𝑚/ℎ

Page 121: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

120

Los valores del número de desviaciones estándar correspondiente al nivel

de confiabilidad deseado (K) y los niveles de confiabilidad están en la tabla

27.

Tabla 27

Niveles de confiabilidad y constante K.

Constante K Nivel de confiabilidad

(%)

1.00 68.3

1.50 89.6

1.64 90.0

1.96 95.0

2.00 95.5

2.50 98.8

2.58 99.0

3.00 99.7

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Page 123: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

122

El nivel de confiabilidad esperado para la vía Bogotá (Fontibón)-

Facatativá es de 90.0% lo que corresponde a un K de 1.64.

5.3 Error estándar de la media: E

Este error hace referencia a la desviación estándar que se presenta al tener las

medias de diferentes muestras de velocidades de punto, tomadas a la misma

población. Ya que estas se distribuyen alrededor de una media verdadera y a

su vez indica la confianza con la cual puede suponerse que la media de la

muestra corresponda a la media verdadera de la población. Se determina según

la ecuación 13.

𝐸 =𝑆

√𝑛 (E13)

Donde:

S= Desviación estándar del tramo por sentido

N= Tamaño de la muestra del tramo por sentido.

𝐸𝐷−𝐸 =11,32

√60

= 1,46 km/h

Planteamiento: Para determinado nivel de confiabilidad, la velocidad media

verdadera de todo el tránsito está dentro del intervalo definido por la ecuación

14.

�̅�𝑡 ± 𝐾𝐸 (E14)

Sería lo mismo que:

�̅�𝑡 − 𝐾𝐸 < 𝜇 < �̅�𝑡 + 𝐾𝐸

Page 124: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

123

Donde:

µ = velocidad media verdadera de todo el tránsito

Es así como puede decirse que con el 90.0% de confiabilidad, la velocidad

media para todo el tránsito está comprendida en el intervalo definido por:

�̅�𝑡 ± 𝐾𝐸 = 60,7 ± 1,64 (1,46)

= 60,7 ± 2,39 𝑘𝑚/ℎ

𝟓𝟖, 𝟑𝟏𝒌𝒎/𝒉 < 𝝁 < 𝟔𝟑, 𝟎𝟖 𝒌𝒎/𝒉

Existe una probabilidad de 10% (100%-90.0%) que al estimar la

velocidad media verdadera como 60,7 km/h, el error máximo sea de

2,39 km/h.

5.4 Tamaño apropiado de la muestra: n

El tamaño necesario de muestra se determina con la ecuación 15.

𝑛 = (𝐾𝑆

𝑒)2

(E15)

Donde:

e = error permitido en la estimación de la velocidad media de todo el

tránsito.

Debido a que no hay estudios previos, se asumió un e de 2,4km/h.

Igualmente, el error permitido puede fluctuar de ± 8,0 km/h a ± 1,5 km/h o

menos.

Page 125: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

124

El número de velocidades que deberían medirse en el tramo D-E para obtener

un error menor de 2,4 km/h entre las medias de la muestra y la población con

un nivel de confiabilidad del 90.0% es:

𝑛 = (1,64(11,32

2,4)2

= 60

Se requiere observar 60 vehículos, teniendo en cuenta los datos asumidos y

los cálculos para el tramo D-E, el error, 2,38 es menor. Por lo tanto, el tamaño

de la muestra inicial de 60 vehículos cumple con los requerimientos.

En la tabla 28, se resumen las variables calculadas para el estudio de

velocidad.

Tabla 28.

Variables tramo D-E. Sentido: Bogotá- Facatativá.

Variables

S 11,32 Km/h

E 1,461 Km/h

K 1,643

N.C 90,0%

e 2,4 Km/h

Velocidad media verdadera (µ)

58,29 µ 63,08

Error máximo (Km/h) 2,40

Fuente: Propia.

5.5 Uso de los percentiles

Page 126: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

125

Este fue el principal objetivo del análisis de las velocidades de este proyecto,

ya que para evaluar los niveles de servicio de los tramos se necesita el valor

del percentil 98 (P98) puesto que es el que se utiliza para establecer la

velocidad de proyecto. En la figura 88, están marcados los percentiles para el

primer tramo evaluado.

La metodología empleada para todos los tramos fue basada en el libro INGENIERÍA

DE TRÁNSITO de James Cárdenas y Rafael Cal y Mayor, Capítulo 9: Velocidades.

La tabla 29 contiene el resumen de los datos de velocidad encontrados a lo largo de

esta vía en el sentido Bogotá- Facatativá y la tabla 30 en el sentido contrario.

Tabla 29.

Velocidad media y percentiles para la vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido: Bogotá-

Facatativá.

Bogotá- Facatativá

Tramos Vmedia

(Km/H)

Percentiles (Km/H)

P15 P50 P85 P98

D- E 60,7 48,9 59,6 73,2 86,7

E- F 57,5 46,7 56,3 68,0 84,8

F- G 62,4 52,5 64,9 72,8 79,3

G- H 69,0 56,9 68,5 81,7 92,4

H- I 70,3 59,5 71,0 80,5 89,2

I- J 68,8 55,3 69,0 81,5 97,7

K- L 79,6 68,9 79,3 91,0 106,8

L- M 76,0 67,8 75,6 83,6 95,4

Fuente: Propia

Tabla 30.

Velocidad media y percentiles para la vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá. Sentido:

Facatativá- Bogotá.

Facatativá- Bogotá

Tramos Vmedia

(Km/H)

Percentiles (Km/H)

P15 P50 P85 P98

Page 127: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

126

D- E 60,9 49,3 60,0 72,8 83,6

E- F 57,2 46,6 57,0 66,5 82,0

F- G 65,6 50,3 63,9 81,2 100,5

G- H 67,7 55,6 68,1 78,0 93,2

H- I 69,7 60,0 69,3 80,0 91,0

I- J 75,2 65,3 75,4 85,2 91,8

K- L 75,6 63,6 75,6 86,0 102,7

L- M 78,7 68,7 78,6 88,4 100,6

Fuente: Propia

En el caso de la Concesión de Sabana de Occidente, se usó el mismo procedimiento

solo que al tener una variación de velocidades tan alta se modificó la confiabilidad

esperada (89,6%), la constante K (1,50) y el error permitido en la estimación de la

velocidad media de todo el tránsito (2,3km/h).

En el anexo 5, se muestran los resultados por cada tramo en ambos sentidos. En la

tabla 31 y 32 están consignados los datos finales que son requeridos para el análisis de los

niéveles de servicio.

Tabla 31.

Velocidad media y percentiles para la vía Bogotá. La Vega. Sentido: Bogotá- El Rosal.

Bogotá- El Rosal

Tramos Vmedia (Km/H) Percentiles (Km/H)

P15 P50 P85 P98

N- O 57,4 47,6 56,6 69,6 80,6

P- Q 59,8 48,1 58,8 65,8 94,6

Q- R 51,0 41,2 51,2 60,8 70,8

R- S 70,8 63,1 70,7 77,4 89,8

S- T 65,9 54,0 65,9 76,8 92,6

Fuente: Propia

Tabla 32.

Velocidad media y percentiles para la vía Bogotá. La Vega. Sentido: El Rosal- Bogotá.

El Rosal- Bogotá

Tramos Vmedia (Km/H) Percentiles (Km/H)

P15 P50 P85 P98

N- O 38,2 23,8 38,7 53,6 67,2

Page 128: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

127

P- Q 67,6 55,6 67,8 78,6 91,3

Q- R 62,8 48,2 62,7 76,3 94,2

R- S 69,4 56,0 68,7 83,8 96,8

S- T 74,7 64,0 75,1 85,7 95,7

Fuente: Propia.

SEGUNDA FASE

Cálculos con volúmenes

Los cálculos y procedimientos que se muestran aquí son basados en los requerimientos

para realizar el análisis del actual estado de las vías, en capacidad y niveles de servicio.

Para esto era necesario obtener los FHMD (Factores horarios de máxima demanda) y

VHMD (Volumen horario de máxima demanda) de cada tramo y en caso de la intersección

valores por movimiento, esto considerando los resultados que se obtuvieron de los aforos.

Se hará una descripción detallada por cada escenario, es decir un movimiento de la

intersección y un tramo por cada concesión y como parte de los anexos se adjuntarán los

valores de los demás casos.

Como se ha ido viendo y analizando hasta este punto, podría decirse que el porcentaje

que predomina en ambas vías son automóviles, pero siguen siendo de alto tráfico. El aforo

de los tramos se realizó durante una hora debido a que se busca analizar el comportamiento

durante la hora pico de funcionamiento del Aeropuerto Internacional el Dorado y en la

intersección fue durante 4 horas debido al comportamiento de esta estructura y el nivel de

confiabilidad que se esperaba de los valores.

Page 129: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

128

Intersección semaforizada

Tiendo en cuanta que para definir los niveles de servicio de esta intersección era

requerido el volumen total de vehículos por sentido y por movimientos en la hora de

máxima demanda del Aeropuerto Internacional El Dorado, se realizó una sumatoria de

volúmenes de M4 más M9 (4) y M9 (1) más M8 (1), correspondientes al funcionamiento

de cada semáforo, por ello se muestra el procedimiento que respecta al movimiento 4 más

el 9(4).

En la tabla 33, se muestran los mixtos totalizados por cada movimiento en ambos

sentidos y el resultado de la sumatoria de los movimientos de la cual se selecciona el valor

de la tasa de flujo máxima en las cuatro horas, que corresponde al mayor número de mixtos

para este caso 546 vehículos y se presentó en durante la tercera hora en el primer periodo

(18:15- 18:30).

Tabla 33.

Totales mixtos M4 y M9 (4). Intersección semaforizada.

Volúmenes de tránsito

Periodo M (4) T.M M9(4) T.M T. Mixtos ∑

16:15-16:30 428 34 462 16:30-16:45 474 21 495

16:45-17:00 488 31 519

17:00-17:15 463 33 496 1972

17:15-17:30 427 32 459 1969

17:30-17:45 407 36 443 1917

17:45-18:00 403 35 438 1836

18:00-18:15 446 36 482 1822

18:15-18:30 517 29 546 1909

18:30-18:45 472 32 504 1970

18:45-19:00 495 31 526 2058

19:00-19:15 486 28 514 2090

19:15-19:30 443 30 473 2017

19:30-19:45 393 19 412 1925

Page 130: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

129

19:45-20:00 446 27 473 1872

20:00-20:15 379 29 408 1766

Fuente: Propia

Columna ∑: Para el primer valor, se suman los totales mixtos para la primera hora.

𝑆𝑢𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎1 = 462 + 495 + 519 + 496

𝑆𝑢𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎1 = 1972 𝑣𝑒ℎí𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠

𝑆𝑢𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎2 = 1972 − 462 + 459

𝑆𝑢𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎2 = 1969 𝑣𝑒ℎí𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠

Así mismo como se hace la sumatoria 2 se hace para las demás horas.

Volumen horario de máxima demanda: Se toma el valor máximo de la columna de

sumatorias a lo largo de las cuatro horas transcurridas.

𝑉𝐻𝑀𝐷 = 2090 𝑣𝑒ℎí𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠

Factor horario de máxima demanda: Se calculó de acuerdo a la ecuación 16.

𝐹𝐻𝑀𝐷 = 𝑉𝐻𝑀𝐷

𝑁∗𝑇𝐹𝑀 =

𝑉𝐻𝑀𝐷

4∗𝑇𝐹𝑀 (E16)

Donde:

N = Número de períodos durante la hora de máxima demanda.

TFM= Tasa de flujo máximo

𝐹𝐻𝑀𝐷 =2090

4 ∗ 523

= 0,96

Page 131: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

130

𝐹𝐻𝑀𝐷15" = 0,96 < 1

CUMPLE

Qmáx15: Se calculó de acuerdo a la ecuación 17.

𝑄𝑚𝑎𝑥15" = 𝑉𝐻𝑀𝐷∗15

60 (E17)

𝑄𝑚𝑎𝑥15" = 2090 ∗ 15

60

𝑄𝑚𝑎𝑥15" = 523 𝑣𝑒ℎí𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠

Esto para saber cuánto sería la mayor cantidad de vehículos que se presentarían en una

hora. Teniendo este valor se procede a mostrar en la figura 89, cómo se comporta el total de

mixtos con respecto a los periodos de aforo.

Qmx15"; 523

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420

450

480

510

540

570

Vo

lum

en(v

ehíc

ulo

s m

ixto

s/ 1

5 m

inu

tos)

Intervalos de tiempo (15 minutos)

Page 132: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

131

Figura 89. Totales mixtos vs intervalos de tiempo y Qmx15”. M4 y M9 (4). Intersección

semaforizada.

Fuente: Propia

En este caso, al momento de trazar el Qmx15” quedan valores por encima esto quiere

decir que de 18:15 a 19:15 es posible que se presente congestión ya que supera el número

máximo de vehículos.

La figura 90 muestra el volumen total aforado, el porcentaje de autos, buses y

camiones en base al total, el Factor Horario de Máxima Demanda de cada acceso y en los

anexos se muestran las gráficas de Totales mixtos vs intervalos de tiempo y Qmx15” para el

resto de los movimientos.

Figura 90. Valores de volumen total, % de vehículos y FHMD por semáforos. Intersección

de Av. Carrera 135 con Av. Calle 17.

Fuente: Propia.

Page 133: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

132

Tramos

A lo largo del recorrido fueron 13 tramos los que mostraron características geométricas

diferentes y al momento del conteo también variaciones en el flujo vehicular. Se realizó

durante una hora ya que es en esta en donde el Aeropuerto El Dorado presenta mayor flujo

aéreo.

Fue necesario calcular la tasa de flujo máxima y el volumen horario de máxima

demanda (VHMD) ya que son variables para obtener el factor horario de máxima demanda

(FHMD) el cual era requerido para el análisis de niveles de servicio, además de esto se

encontró el Qmáx15” que indica la mayor cantidad de vehículos que se presentarían en una

hora. Se mostrará el procedimiento para un solo tramo y los resultados de los demás están

en el anexo 7.

En la tabla 34, se muestra el total de mixtos que corresponden al tramo D-E y el total

aforado en el sentido Bogotá- Facatativá. Se selecciona el valor de la tasa de flujo máxima

en la hora, que corresponde al mayor número de mixtos para este caso 433 vehículos.

Tabla 34

Totales mixtos tramo D-E. Sentido: Bogotá- Facatativá.

Volúmenes de tránsito

Periodo T. Mixtos ∑

17:30- 17:45 333

17:45- 18:00 273

18:00- 18:15 433

18:15- 18:30 357 1396

Fuente: Propia

Page 134: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

133

Columna ∑: Se suman los totales mixtos para la hora.

Σ = 333 + 273 + 433 + 357

𝑆𝑢𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎1 = 1396 𝑣𝑒ℎí𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠

Volumen horario de máxima demanda: Se toma el valor de la columna ∑ a lo largo de la

hora transcurrida.

𝑉𝐻𝑀𝐷 = 1396 𝑣𝑒ℎí𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠

Factor horario de máxima demanda: Se calculó de acuerdo a la ecuación 16.

𝐹𝐻𝑀𝐷 =1396

4 ∗ 433

= 0,81

𝐹𝐻𝑀𝐷15" = 0,81 < 1

CUMPLE

Qmáx15: Se calculó de acuerdo a la ecuación 17.

𝑄𝑚𝑎𝑥15" = 1396 ∗ 15

60

𝑄𝑚𝑎𝑥15" = 349 𝑣𝑒ℎí𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠

Esto para saber cuánto sería la mayor cantidad de vehículos que se presentarían en una

hora. Teniendo este valor se procede a mostrar en la figura 91, cómo se comporta el total de

mixtos con respecto a los periodos de aforo.

Page 135: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

134

Figura 91. Totales mixtos vs intervalos de tiempo y Qmx15”. Tramo D-E.

Sentido: Bogotá- Facatativá.

Fuente: Propia

En la tabla 35, se encuentran los valores de cada tramo por sentido. Estos valores

demuestran que el mayor flujo vehicular se presentó en los tramos D-E, E-F y F-G, debido

a la glorieta que da paso al municipio de Madrid, Cundinamarca.

Tabla 35.

Factores horarios de máxima demanda vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá.

Tramo Sentido FHMD15" Qmax15"

D- E B- F 0,81 349

F- B 0,92 302

E- F B- F 0,88 357

F- B 0,81 277

F- G B- F 0,91 302

F- B 0,88 287

G- H B- F 0,90 216

F- B 0,87 206

Qmx15"; 349

020406080

100120140160180200220240260280300320340360380400420440

17:30- 17:45 17:45- 18:00 18:00- 18:15 18:15- 18:30

Vo

lum

en

(veh

ícu

los

mix

tos/

15

min

uto

s)

Intervalos de tiempo (15 minutos)

Page 136: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

135

Tramo Sentido FHMD15" Qmax15"

H- I B- F 0,92 165

F- B 0,99 152

I- J B- F 0,85 157

F- B 0,90 135

K- L B- F 0,90 153

F- B 0,85 141

L- M B- F 0,88 134

F- B 0,93 148

Fuente: Propia

En cambio, en la tabla 36, se encuentran los valores de cada tramo por sentido de la

concesión Sabana del Occidente. Estos valores demuestran que el mayor flujo vehicular se

presentó en el tramo N-O, debido a la variante que conduce al municipio de Funza,

Cundinamarca.

Tabla 36.

Factores horarios de máxima demanda vía Bogotá- La Vega

Tramo Sentido FHMD15" Qmax15"

N- O B- R 0,96 338

R- B 0,89 371

P- Q B- R 0,83 78

R- B 0,81 104

Q- R B- R 0,91 129

R- B 0,90 130

R- S B- R 0,89 112

R- B 0,91 120

S- T B- R 0,89 87

R- B 0,82 109

Fuente: Propia.

Page 137: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

136

Niveles de servicio

Intersección semaforizada

El nivel de servicio en una intersección se encuentra definido según Cal y Mayor

(2018) como “La demora, las cuales representan para el usuario una medida del tiempo

perdido de viaje, del consumo de combustible, de la incomodidad y de la frustración, […]

el nivel de servicio se expresa en términos de la demora media por vehículo debida a los

controles.” (p.458).

Las demoras representan el incremento en el tiempo de viaje que se puede ocasionar

por semáforos, dichas demoras de definen en base a la relación volumen/capacidad y

siempre en base a los tiempos de demora, expresados en la tabla 37:

Tabla 37:

Niveles de servicio intersecciones.

Nivel de servicio Demora por control

(segundos/vehículo)

A

B

C

D

E

F

≤10

>10-20

>20-35

>35-55

>55-80

>80

Fuente: Basado Rafael Cal y Mayor, J. C. INGENIERIA DE TRANSITO (Octava ed.).

Alfaomega. Recuperado el Marzo de 2019.

El método empleado para determinar el nivel de servicio consiste en obtener

información precisa de las condiciones geométricas, del tránsito y tiempos en los

semáforos, que se realizaran en los siguientes pasos:

Page 138: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

137

Se presentan los volúmenes máximos horarios en vehículos mixtos, la dimensión de los

carriles y los movimientos, como se observa en la tabla 38, con tiempos de todo rojo de 1

segundo para cada una de las fases, 4 segundos para tiempos perdidos de arranque.

Tabla 38.

Tiempos de semáforos.

Fase

No Acceso

Tiempo (segundos)

Verde Amarillo Rojo

1 Norte 136,99 2,9 56,2

2 Sur 136,99 2,9 56,2

3 Este 42,06 2,9 132,34

Fuente: Basado en Rafael Cal y Mayor, J. C. INGENIERIA DE

TRANSITO (Octava ed.). Alfaomega. Recuperado el Marzo de 2019.

Como datos adicionales de tiene lo siguiente:

o Porcentaje de vehículos pesados: 48% acceso Norte, 44,6% acceso Sur y 39%

acceso Este.

o El FHMD es de 0,92 acceso Norte, 0,96 acceso Sur y 0,88 acceso Este.

o La pendiente de los accesos no se tuvo en cuenta debido a su aproximación a 0.

o Los vehículos llegaron de manera aleatoria en la intersección.

o No hay presencia de bicicletas, no se presentaron conflictos peatonales en la

intersección.

1. Como primer paso se identificaron los grupos de movimientos, sus respectivos

volúmenes, la tasa de flujo ajustada, los grupos de carriles, número de carriles y la tasa

de flujo por grupo de carriles.

En la tabla 39, se presentan los flujos calculados.

Page 139: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

138

Tabla 39:

Módulo de tasas de flujo ajustadas.

Acceso Norte Sur Este

Sentido del flujo

vehicular Sur Norte

Grupo de movimientos I F D I F D I F D

Volumen por grupo de

mov - 1788 - - 1970 120 139 - 12

FHMD 0,92 0,96 0,96 0,88 0,88

Flujo ajustado - 1943 - - 2052 125 158 - 14

Grupo de carriles - T - - TR L - R

Flujo del grupo - 1943 - - 2177,0833 139 - 14

Proporción de vueltas - 0 - - 0,0574163 1 - 1

Fuente: Basado Rafael Cal y Mayor, J. C. INGENIERIA DE TRANSITO (Octava ed.).

Alfaomega. Recuperado el Marzo de 2019.

Se realizó a la manera en que se llenó la tabla 39, para lo cual se presenta el cálculo del

acceso Norte:

1.1 Sentido de flujo vehicular:

Hacia el sur.

1.2 Grupo de movimientos:

Izquierda (I), Derecho (F), Derecha (D).

1.3 Flujo por grupos de movimientos:

De acuerdo con la ecuación 18, por lo tanto, para el grupo de movimientos (F):

𝑣𝑓 =𝑉𝑓

𝐹𝐻𝑀𝐷 (𝐸18)

𝑣 =1788

0,92= 1943𝑣𝑒ℎ/ℎ

Para la determinación de del grupo de carriles, se observaron tres carriles con

movimiento de frente (T).

Page 140: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

139

1.4 Flujo ajustado por grupo de carriles:

Las tasas del flujo ajustado que corresponden al grupo de carriles establecidos,

debido a que los tres carriles se dirigieron en la misma dirección es de:

Flujo de grupo= 1943𝑣𝑒ℎ/ℎ

1.5 Proporción de vueltas:

Para el grupo de carriles del acceso Norte no se le realizo dicha operación debido

a que no presentaba carriles compartidos por lo cual se presenta como cero, para

grupo de carriles exclusivos la proporción de vueltas es 1 según (Cal y Mayor,

p.477).

2. Como segundo paso se calculó el flujo de saturación, a partir de condiciones ideales que

se vieron ajustadas por diferentes factores, para este caso el flujo de saturación base fue

de 1800, que se obtuvo de dar una diferencia de 2 segundos entre vehículos durante una

hora, con flujo ininterrumpido, los resultados se muestran en la tabla 40.

Page 141: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

140

Tabla 40.

Módulo de tasas de flujo ajustadas.

Accesos Norte Sur Este

Sentido del flujo vehicular Norte Sur N

Grupo de carriles T TR I D

Número de carriles 3 3 1 1

S0 1800 1800 1800 1800

Fw 1 1 1 1

FhV 0,676 0,6916 0,692 0,72

Fg 1 1 1 1

Fp 1 1 1 1

Fbb 1 1 1 1

Fa 1 1 1 1

Flu 1 0,8871 1 1

Fl 1 1 0,95 1

Fr 1 0,9914 1 0,85

Flpb 1 1 1 1

Frpb 1 1 1 1

Si 3649 3284,2 1183 1101

Fuente: Basado Rafael Cal y Mayor, J. C. INGENIERIA DE TRANSITO (Octava ed.).

Alfaomega. Recuperado el Marzo de 2019.

De igual manera que el punto anterior se realizó para el acceso Norte:

𝑆𝑖 = 𝑆𝑜𝑁𝑖 𝑤 𝐻𝑉 𝑔 𝑝 𝑏𝑏 𝑎 𝐿𝑈 𝐿 𝑅 𝐿𝑝𝑏 𝑅𝑝𝑏 (E 19)

2.1 Flujo de saturación base:

𝑆𝑜 = 1800𝑎𝑢𝑡𝑜𝑠/ℎ/𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙

2.2 Ajuste por ancho de carriles:

Debido a Cal y Mayor como no cuenta con ancho de carriles superiores a los

3,90 metros se tomó 1. (p. 479).

2.3 Ajuste por vehículos pesados:

De acuerdo con la ecuación 20:

Page 142: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

141

𝐻𝑉 =100

100 + 𝑃ℎ𝑣(𝐸𝑡 − 1)= 0,676 (𝐸 20)

Donde:

Phv= Porcentaje de vehículos pesados en el grupo correspondiente.

Et= Número equivalente de automóviles directos a un vehículo pesado = 2

𝐻𝑉 =100

100 + 48(2 − 1)= 0,676

2.4 Ajuste por pendiente de acceso:

Debido a que no se presentaron pendientes en los accesos el factor de ajuste

por pendiente es de 1,0.

2.5 Ajuste por estacionamiento:

No se presentaron estacionamientos dentro del rango establecido, por lo tanto,

se tomó un factor de ajuste de 1,0. (Cal y Mayor, p. 466).

2.6 Ajuste por bloqueo de buses que paran en un paradero:

No se encontraron paraderos que afecten el flujo vehicular, de igual manera el

factor de ajuste para este ítem es de 1,0. (Cal y Mayor, p. 466).

2.7 Ajuste por tipo de área:

La intersección no se encuentra en el centro de la ciudad, por lo tanto, es

factor es de 1,0. (Cal y Mayor, p. 466).

Page 143: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

142

2.8 Ajuste por utilización de carriles:

Para este caso, el factor es de 1, debido a que los tres carriles son utilizados

por los diferentes vehículos. (Cal y Mayor, p. 467).

2.9 Ajuste por vuelta a la derecha e izquierda:

Para este acceso no se presentaron giros, por lo tanto, el factor es de 1. (Cal y

Mayor, p. 467).

2.10 Ajuste por peatones y bicicletas en vueltas vehiculares a la izquierda y a la

derecha:

Debido a que no se presentó ningún conflicto vehicular con peatones y

ciclistas, el factor de ajuste Flpb y Frpb son iguales a 1,0. (Cal y Mayor, p.

467).

Una vez determinado cada uno de los factores de ajuste, se aplicaron en el flujo en

condiciones ideales de la siguiente manera:

𝑆𝑖 = 1800(3)(1)(0,676)(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1) = 3649

Como paso punto se calculó la proporción de llegadas durante el verde, como se

observa en la tabla 41.

Tabla 41.

Proporción de vehículos que llegan durante la indicación.

N S E

Rpi 1 1 1

gi 135,89 135,89 40,96

c 196,09 196,09 177,3

Pi 0,69299811 0,69299811 0,23102087

Fuente: Propia.

Debido a que el tipo de llegada es 3, aleatorias, Rpf=1,0. (Cal y Mayor, p.468).

Page 144: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

143

3. Para el tiempo de verde efectivo (gf), se tomaron 4 segundos perdidos por arranque,

por lo tanto, según la ecuación 21:

𝑔 = 𝐺𝑖 − (4𝑠𝑒𝑔 − 2,9𝑠𝑒𝑔) (𝐸 21)

Donde:

Gi= Verde actual.

𝑔 = 136,99𝑠𝑒𝑔 − (4𝑠𝑒𝑔 − 2,9𝑠𝑒𝑔) = 135,89𝑠𝑒𝑔

Con un C =196,09 seg, se calculó la proporción de llegadas durante el verde, según la

ecuación 22:

𝑃𝑓 = 𝑅𝑝 (𝑔

𝐶) (𝐸 22)

𝑃𝑓 = 1(135,89

196,09) = 0,693

4. Para el cuarto paso en la determinación de la capacidad, la relación volumen capacidad

y las relaciones de flujo, se realizaron los cálculos para cada grupo de carriles, tal y

como se puede observar en la tabla 42:

Page 145: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

144

Tabla 42.

Análisis de capacidad.

Acceso Norte Sur Este

Sentido del flujo vehicular Norte Sur N

Grupo de carriles T TR I D

Tipo de fase P-A P P P P

Vi 1943 2177,1 139 13,6

Si 3649 3284,2 1183 1101

Gi 135,9 135,89 40,96 41

gi/c 0,693 0,693 0,231 0,23

Pi 0,693 0,693 0,231 0,23

Ci 2529 2275,9 273,2 254

Xi=vi/Ci 0,769 0,9566 0,509 0,05

Vi/Si 0,533 0,6629 0,118 0,01

Grupo de carriles críticos por

fase x x x

Fuente: Basado en Rafael Cal y Mayor, J. C. INGENIERIA DE TRANSITO (Octava ed.).

Alfaomega. Recuperado el Marzo de 2019.

Nuevamente, para el acceso Norte, para el grupo de carriles (f), se obtuvieron como

resultados los siguientes:

4.1 Capacidad:

Según la ecuación 23, se tiene:

𝐶𝑖 = 𝑠𝑖 (𝑔𝑖

𝑐) (𝐸 23)

𝐶𝑖 = 3649(0,693) = 2529 𝑣𝑒ℎ/ℎ

4.2 Relación Volumen capacidad:

Según la ecuación 24, se obtuvo:

𝑋𝑖 =𝑉𝑖

𝐶𝑖 (𝐸 24)

𝑋𝑖 =1943

2529= 0,769

Page 146: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

145

4.3 Relación de flujo:

La relación de flujo para el grupo de carriles del acceso norte, según la ecuación

25, es:

𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑢𝑗𝑜 =𝑉𝑖

𝑆𝑖 (𝐸 25)

𝑅𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑢𝑗𝑜 =1943

3649= 0,533

5. Demoras y niveles de servicio.

Por último, se calculó las demoras de los grupos de carriles, en la intersección, para

de esa manera lograr obtener los niveles de servicio, como se puede observar en la tabla

43:

Tabla 43.

Demoras y niveles de servicio.

Accesos Norte Sur Este

Sentido del flujo vehicular Norte Sur N

Grupo de carriles T TR I D

Vi 1943 2177,1 139 13,6

gi/C 0,693 0,693 0,231 0,23

Ci 2529 2275,9 273,2 254

Xi=Vi/Ci 0,769 0,9566 0,509 0,05

Pi 0,693 0,693 0,231 0,23

d1 19,77 27,413 59,4 53,1

PF 1 1 1 1

I 0,858 0,858 0,858 0,858

d2 1,991 9,9157 5,708 0,34

d3 0 0 0 0

di 21,76 37,328 65,11 53,4

N.S del grupo de carriles b c e d

Va 1943 2177,1 152,6363636

da 21,76 37,328 64,1

Nivel de servicio por acceso c d e

Di 31,20468545

Nivel de servicio global C

Fuente: Basado Rafael Cal y Mayor, J. C. INGENIERIA DE TRANSITO (Octava ed.).

Alfaomega. Recuperado el Marzo de 2019.

Page 147: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

146

La demora medida en el acceso Norte, para el grupo de carriles (f), según la ecuación

26, se da como:

𝑑𝑖 = 𝑑1(𝑃𝐹) + 𝑑2 + 𝑑3 (E26)

5.1. Para el cálculo del factor de ajuste, según la ecuación 27, es:

𝑃𝐹 =(1 − 𝑃𝑖) 𝑝𝑎

1 − (𝑔𝑡𝑟𝑖/𝑐) (𝐸 27)

𝑃𝐹 =(1 − 0,693)1,0

1 − (0,693)= 1,0

5.2. La demora uniforme d1, según la ecuación 28, es:

𝑑1 =0,5𝐶(1 − 𝑔𝑖/𝐶)2

1 − [𝑚𝑖𝑛(1, 𝑋𝑖) ∗ 𝑔𝑖/𝐶] (𝐸 28)

𝑑1 =0,5(196,09)(1 − 0,693)2

1 − [0,769(0,693)= 19,77𝑠/𝑣𝑒ℎ

5.3. Demora incremental d2, según la ecuación 29, es:

𝑑2 = 900(𝑇) [(𝑋𝑖 − 1) + √(𝑋𝑖 − 1)2 +8(𝐾)(𝐿)(𝑋𝑖)

𝑐𝑖(𝑇)] (𝐸 29)

𝑑2 = 900(0,25) [(0,769 − 1) + √(0,769 − 1)2 +8(0,5)(0,858)(0,769)

2529(0,25)] = 1,991

𝑠

𝑣𝑒ℎ

Donde el factor por demora incremental (k) se tomó de 0,5 al ser una intersección

prefijada, y con saturaciones corrientes arriba de la intersección de 0,5, por lo tanto, según

Page 148: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

147

la ecuación 30, el factor de ajuste de la intersección de corrientes arriba de la intersección

es:

𝐼 = 1 − 0,91(𝑋𝑢2,68) (𝐸30)

𝐼 = 1 − 0,91(0,52,68) = 0,858

Posteriormente, como no se presentó cola inicial en la intersección, la demora es de 0

seg, por lo tanto, la demora media por control para este grupo de carriles se calcula como:

𝑑 = 19,77(1) + 1,991 + 0 = 21,76 𝑠/𝑣𝑒ℎ

De acuerdo con la tabla 43, el nivel de servicio para este grupo de carriles es C. De la

misma manera se calculó y determino los niveles de servicio para los demás grupos de

carriles.

6. Demoras agregadas:

Para determinar el nivel de servicio para los diferentes accesos, se realizó mediante la

ecuación 31:

𝑑𝑎 =∑𝑑𝑖𝑣𝑖

∑𝑣𝑖 (E31)

Debido a que el acceso Norte no cuenta con giros, su nivel de servicio es C, siguiendo

el mismo procedimiento se determinó el nivel de servicio para toda la intersección, según la

ecuación 31, la demora de la intersección es:

𝑑𝑖 =21,76(1943) + 37,33(2177) + 64,1(152,64)

1943 + 2177 + 152,64= 31,2

Para un nivel de servicio global de la intersección C, según la tabla 41.

Page 149: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

148

Tramos

La concesión CCFC S.A.S es una carretera de múltiples carriles al igual que la de

Sabana de Occidente, ya que tienen dos carriles por sentido, no tienen control total de

accesos; hay presencia de glorietas y calles laterales.

Ambas se encuentran en zonas suburbanas, Madrid, Mosquera, Funza, Facatativá, El

Rosal, son municipios altamente urbanizados y están bastante poblados, es por esto que

aumenta la fricción vehicular y esto produce que el nivel de servicio sea de menor calidad.

A continuación, se realiza el análisis operacional para determinar el nivel de servicio

del tramo D-E, sentido: Bogotá- Facatativá.

1. Datos de entrada: En la tabla 44, se encuentran los datos de entrada que se

usaron para el tramo D-E, sentido: Bogotá- Facatativá. La distribución de esta

tabla es igual para todos los tramos.

1.1 Geometría:

Todos los tramos de estudio cuantas con dos carriles por sentido hasta la

fecha del aforo.

Ninguno presenta deterioro en el pavimento

El ancho promedio es de 3,65 metros, pero en cada caso se especifica.

La sabana de Bogotá maneja pendientes que pasan a ser despreciables.

1.2 Velocidades:

Esta tabla fue condicionada en Excel y pide confirmar si la velocidad fue

aforada o se debe calcular, para todos los tramos se midió en campo, es

Page 150: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

149

por esto que no se deben realizar ajustes en la velocidad a flujo libre

estimada (FFS) y esta toma el valor del P98.

1.3 Volúmenes:

Los valores de VHMD, distribución del volumen y FHMD se encuentran

en los resultados de los cálculos con volúmenes. El sentido es D cuando se

dirigen de Bogotá a Facatativá y A en el sentido contrario.

La capacidad base se tomó a partir de la tabla 45 en la cual se ubica FFS

(km/h), fue aproximada a 88 km/h y así la capacidad ideal es 2100

automóviles/h/carril.

1.4 Factores de corrección:

El fp es el factor de ajuste por tipo de conductores y se aplica el valor de

1,0 cuando se presentan viajeros comunes.

Los factores de automóviles equivalente se toman de la tabla 46, en la cual

se hace referencia a “Trucks and buses” con el mismo valor para terreno

plano.

Page 151: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

150

Tabla 44.

Datos de entrada para niveles de servicio. Tramo D-E, sentido: Bogotá- Facatativá.

Geometría

Número de carriles por sentido 2 4

Deterioro en el pavimento NO

Ancho de carril (m) 3,65

Pendiente (%) 0

Longitud con pendiente (m) 0

Velocidades

Velocidad medida en campo (SI / NO) SI IGUAL

Velocidad medida en campo (Km/h) 86,7 ← Valor

Velocidad flujo libre estimad (FFS) (Km/h) 86,7

Velocidad a flujo libre base (BFFS) (Km/h) 0 0

Volúmenes

Volum. Horario Máx. de demanda (VHMD) 1396

Sentido (A o D) D ↓

Distribución del volumen (%)

Autos 66 924

Buses (PB) 12 168

Camiones (PT) 22 304

Factor Horario de Máx. Demanda (FHMD) 0,81

Capacidad base (vehíc livianos/h/carril) 2100,00

Factores de corrección

fp (Común/ No común) Común 1,00

Autos equivalentes a un camión (ET) 1,5

Autos equivalentes a un bus (EB) 1,5

Fuente: Propia

Page 152: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

151

Tabla 45.

Parámetros que describen las curvas velocidad- flujo en carreteras de carriles múltiples.

Velocidad a

flujo libre FFS

(km/h)

Punto de

quiebre

(autos/h/carril)

Capacidad

ideal c

(autos/h/carril)

Ecuación velocidad-flujo,

segundo rango

96 1400 2200 96-0,001259(VP-1400)1,31

88 1400 2100 88-0,001134(VP-1400)1,31

80 1400 2000 80-0,001281(VP-1400)1,31

72 1400 1900 72-0,001296(VP-1400)1,31

Fuente: HCM 2010. Citado en: Aeronáutica civil. (Julio de 2017). RAC 1. Recuperado el Marzo

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https://es.scribd.com/doc/137583737/Cal-y-Mayor-Ingenieria-de-Transito

Fuente: Highway Capacity Manual, HCM 2010. Recuperado el Marzo de 2019.

2. Selección de la curva de velocidad a flujo libre (FFS): La curva se define de

acuerdo a la velocidad a flujo libre (FFS) resultante del cálculo de los

percentiles. Los intervalos son los siguientes:

o 92,0 km/h ≤ FFS < 100,0 km/h usar FFS= 96 km/h

o 84,0 km/h ≤ FFS < 92,0 km/h usar FFS= 88 km/h

o 76,0 km/h ≤ FFS < 84,0 km/h usar FFS= 80 km/h

Page 154: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

153

o 68,0 km/h ≤ FFS < 76,0 km/h usar FFS= 72 km/h

Figura 92. Curvas de velocidad- flujo y niveles de servicio en

carreteras de carriles múltiples.

Fuente: TRB. Highway Capacity Manual, HCM 2010. Citado en:

Rafael Cal y Mayor, J. C. INGENIERIA DE TRANSITO (Octava ed.).

Alfaomega. Modificado Marzo de 2019

3. Tasa de flujo de demanda equivalente (Vp): Este se calcula con el fin

de convertir al volumen horario en una tasa de flujo equivalente en

vehículos livianos y se hace por medio de la ecuación 32.

𝑉𝑝 =𝑉

𝐹𝐻𝑀𝐷∗𝑁∗ 𝑓𝐻𝑉∗𝑓𝑝 (E32)

Donde:

Vp = Tasa de flujo de demanda equivalente (vehículos livianos /h/

carril)

Page 155: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

154

V = Volumen horario por sentido (vehículos mixtos/h/sentido)

FHMD = Factor horario de máxima demanda

N = Número de carriles por sentido

fHV =Factor ajuste por presencia de vehículos pesados

fp = Factor de ajuste por tipo de conductores

3.1 Factor de ajuste por presencia de vehículos pesados: Se calcula

usando la ecuación 33.

𝐻𝑉 =100

100+𝑃𝑇(𝐸𝑇−1)+𝑃𝑇(𝐸𝑇−1) (E33)

Donde:

fHV =Factor ajuste por presencia de vehículos pesados

PT = Porcentaje de camiones en la corriente vehicular.

PB = Porcentaje de autobuses en la corriente vehicular.

ET = Automóviles equivalentes a un camión.

EB = Automóviles equivalentes a un autobús.

𝐻𝑉 =100

100 + 22(1,5 − 1) + 12(1,5 − 1)

𝐻𝑉 = 0,855

Así se calcula la tasa de flujo de demanda equivalente con la ecuación 32:

𝑉𝑝 =1396

0,81 ∗ 2 ∗ 0,855 ∗ 1

𝑉𝑝 = 1013 𝑣𝑒ℎí𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑙𝑖𝑣𝑖𝑎𝑛𝑜𝑠/ℎ/𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙

3.2 Capacidades: Como la tasa de flujo es menor a la capacidad base de

2100 vehículos livianos/h/carril para una carretera de carriles múltiples

Page 156: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

155

con velocidad a flujo libre FFS de 88 km/h, el NS no es F. Se debe

continuar el análisis.

La tasa de flujo de demanda equivalente es menor al punto de quiebre y

esto quiere decir que la velocidad media es igual a FFS y la densidad se

halla por medio de la ecuación 34.

𝐷 =𝑉𝑝

𝐹𝐹𝑆 (E34)

Donde:

D = Densidad (vehículos livianos/ km/ carril)

Vp = Tasa de flujo de demanda equivalente (vehículos livianos/ h/ carril)

FFS = Velocidad a flujo libre (km/h)

Es posible usar esta ecuación mientras la relación volumen- capacidad

(Vp/c) es menor o igual a 1,00.

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛

𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑=

1013

2100= 0,48

0,48 < 1

CUMPLE

Se calcula la densidad ya que la relación anterior cumple.

𝐷 =1013

86,7= 11,7 𝑣𝑒ℎí𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑙𝑖𝑣𝑖𝑎𝑛𝑜𝑠/𝑘𝑚/𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙

A continuación, se recurre a la tabla 47 con el valor de la densidad y se

asigna el nivel de servicio para el tramo.

Page 157: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

156

Tabla 46.

Niveles de servicio para carreteras de múltiples carriles

Niveles de

servicio

Velocidad a

flujo libre FFS

(km/h)

Densidad

(auto/km/carril)

A Todas >0-7

B Todas >7-11

C Todas >11-16

D Todas >16-22

E

96 >22-25

88 >22-26

80 >22-27

72 >22-28

F

96 >25

88 >26

80 >27

72 >28

Fuente: TRB. Highway Capacity Manual, HCM 2010.

Citado en: Rafael Cal y Mayor, J. C. INGENIERIA DE

TRANSITO (Octava ed.). Alfaomega. Recuperado el

Marzo de 2019.

Luego se realiza el análisis de proyecto o diseño para determinar el número de carriles

necesarios para lograr un nivel de servicio dado.

Se debe seleccionar de la tabla 48 la tasa máxima de flujo de servicio (MSF),

correspondiente al nivel de servicio deseado. Se espera tener un nivel de servicio B en este

tramo y se tiene una FFS de 88 km/h.

Page 158: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

157

Tabla 47.

Tasas máximas de flujo de servicio equivalente, en carreteras de carriles múltiples.

FFS

(km/h)

Nivel de servicio

A B C D E

MSF (vehículos livianos/ h/ carril)

96 660 2060 1550 1980 2200

88 600 990 1430 1850 2100

80 550 900 1300 1710 2000

72 290 810 1170 1550 1900

Fuente: TRB. Highway Capacity Manual, HCM 2010. Citado en: Rafael Cal y Mayor, J.

C. INGENIERIA DE TRANSITO (Octava ed.). Alfaomega. Recuperado el Marzo de 2019.

Usando la ecuación 35, se calcula el número de carriles requeridos (N).

𝑁 =𝑉

𝑀𝑆𝐹𝑖∗𝐹𝐻𝑀𝐷∗𝑓𝐻𝑉∗𝑓𝑝 (E35)

𝑁 =1396

990 ∗ 0,81 ∗ 0.855 ∗ 1

𝑁 = 2,23 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑒𝑠

Entonces, para garantizar el nivel de servicio B, esta carretera debe tener 3 carriles

por sentido, por lo que será necesario construir un carril nuevo y adiciónalo para lograrlo.

Se realizo el mismo procedimiento para los demás tramos, para lo cual se pueden observar

en el anexo 8.

Page 159: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

158

Peajes

El cálculo de niveles de servicio para peajes se realizó únicamente comparando los

valores de demora durante el paso con los tiempos establecidos en la tabla 37, por lo que en

las tablas 49, 50 y 51 se pueden observar los niveles de servicio que presentan los peajes.

Tabla 48:

Tiempos y nivel de servicio peaje Río

Bogotá

Peaje Río Bogotá

Sentido Bogotá- Facatativá

Reductor 1 00:00,0 00:06,6

Zona de servicio 00:06,6

00:15,7 00:22,3

Reductor 2 00:31,2 00:08,9

Nivel de servicio C

Fuente: Propia

Tabla 49.

Tiempos y nivel de servicio peaje El

Corzo.

Peaje El Corzo

Sentido Facatativá- Bogotá

Reductor 1 00:00,0 00:08,3

Zona de servicio 00:08,3

00:15,0 00:23,3

Reductor 2 00:27,2 00:03,9

Nivel de servicio C

Fuente: Propia

Tabla 50.

Tiempos y nivel de servicio peaje Siberia.

Peaje Siberia

Sentido Bogotá- El Rosal El Rosal- Bogotá

Reductor 1 00:00,0 00:45,1 00:00,0 00:09,2

Zona de servicio 00:45,1

00:12,9 00:09,2 00:11,5

00:58,0 00:20,7

Reductor 2 01:09,0 00:11,0 00:30,9 00:10,2

Nivel de servicio E C

Fuente: Propia

Page 160: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

159

Proyecciones del tránsito

Para determinar si la vía tiene la capacidad vehicular para el año 2037, se realizaron

proyecciones para la vía Bogotá-Facatativá y Bogotá-El Rosal, debido a que la serie

histórica de la vía Bogotá-Facatativá proporcionada por el INVIAS no presentaba una

linealidad para proceder con el cálculo de proyección se adoptó un factor de crecimiento

para la vía Bogotá-Facatativá de 5%, proporcionado por concesión CCFC S.A.S.

Las proyecciones de la vía Bogotá-Facatativá se pueden observar en las tablas 52.

Tabla 51

Proyección volumen de transito

semáforo.

Semáforo

AÑO V(ade) por acceso

N S W

2018 1443 2090 148

2019 1515 2195 155

2020 1591 2304 163

2021 1674 2423 175

2022 1762 2549 188

2023 1854 2680 201

2024 1951 2818 216

2025 2053 2963 230

2026 2159 3115 246

2027 2271 3275 262

2028 2389 3443 279

2029 2512 3619 297

2030 2642 3804 316

Semáforo

AÑO V(ade) por acceso

N S W

2031 2778 3998 336

2032 2921 4202 357

2033 3071 4416 379

2034 3228 4641 401

2035 3394 4877 426

2036 3567 5124 451

2037 3750 5385 477

2037 3941 5658 505

2037 4142 5945 534

2037 4353 6246 565

2037 4575 6562 597

NOTA tasa de crecimiento de 5%

C.C.F.C.

Fuente: Elaboración Propia.

Page 161: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

160

Tabla 52

Proyección volumen de transito tramo D-E

Tramo D-E

AÑO

V(ade) por Sentido

Bogotá -

Facatativá

Facatativá -

Bogotá

2018 1396 1209

2019 1466 1270

2020 1540 1334

2021 1621 1405

2022 1707 1480

2023 1797 1558

2024 1891 1640

2025 1990 1726

2026 2094 1817

2027 2203 1912

2028 2318 2012

2029 2438 2117

2030 2564 2227

2031 2697 2343

2032 2836 2465

2033 2982 2593

2034 3136 2727

2035 3297 2868

2036 3466 3016

2037 3644 3171

2037 3831 3334

2037 4027 3505

2037 4233 3685

2037 4449 3874

NOTA tasa de crecimiento de 5%

C.C.F.C.

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 53.

Proyección volumen de transito tramo E-F.

Tramo E-F

AÑO

V(ade) por Sentido

Bogotá -

Facatativá

Facatativá -

Bogotá

2018 1427 1107

2019 1499 1163

2020 1574 1222

2021 1657 1288

2022 1744 1357

2023 1836 1429

2024 1932 1505

2025 2033 1585

2026 2139 1669

2027 2250 1757

2028 2367 1849

2029 2490 1946

2030 2619 2048

2031 2754 2155

2032 2896 2267

2033 3045 2385

2034 3202 2509

2035 3367 2639

2036 3540 2775

2037 3721 2918

2037 3912 3068

2037 4112 3226

2037 4322 3392

2037 4543 3566

NOTA tasa de crecimiento de 5%

C.C.F.C.

Fuente: Elaboración Propia.

Page 162: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

161

Tabla 54.

Proyección volumen de transito tramo F-G

Tramo F-G

AÑO

V(ade) por Sentido

Bogotá -

Facatativá

Facatativá -

Bogotá

2018 1207 1147

2019 1268 1205

2020 1332 1266

2021 1403 1334

2022 1478 1405

2023 1556 1480

2024 1638 1558

2025 1724 1640

2026 1815 1726

2027 1910 1817

2028 2010 1912

2029 2115 2012

2030 2225 2117

2031 2341 2227

2032 2463 2343

2033 2591 2465

2034 2725 2593

2035 2866 2727

2036 3014 2868

2037 3169 3016

2037 3332 3171

2037 3503 3334

2037 3683 3505

2037 3872 3685

NOTA tasa de crecimiento de 5%

C.C.F.C.

Fuente: Elaboración Propia.

Tabla 55.

Proyección volumen de transito tramo G-H.

Tramo G-H

AÑO

V(ade) por Sentido

Bogotá -

Facatativá

Facatativá -

Bogotá

2018 865 824

2019 909 866

2020 955 910

2021 1007 960

2022 1062 1012

2023 1120 1067

2024 1180 1125

2025 1243 1186

2026 1310 1250

2027 1380 1317

2028 1453 1387

2029 1530 1461

2030 1611 1539

2031 1696 1620

2032 1785 1705

2033 1879 1795

2034 1977 1889

2035 2080 1988

2036 2188 2092

2037 2302 2201

2037 2422 2316

2037 2548 2436

2037 2680 2562

2037 2818 2695

NOTA tasa de crecimiento de 5%

C.C.F.C.

Fuente: Elaboración Propia.

Page 163: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

162

Tabla 56.

Proyección volumen de transito tramo H-I

Tramo H-I

AÑO V(ade) por Sentido

Bogotá -

Facatativá

Facatativá -

Bogotá

2018 659 607

2019 692 638

2020 727 670

2021 768 708

2022 811 748

2023 856 790

2024 903 834

2025 953 880

2026 1005 928

2027 1060 979

2028 1117 1032

2029 1177 1088

2030 1240 1147

2031 1306 1209

2032 1376 1274

2033 1449 1342

2034 1526 1414

2035 1607 1489

2036 1692 1568

2037 1781 1651

2037 1875 1738

2037 1973 1829

2037 2076 1925

2037 2184 2026

NOTA tasa de crecimiento de 5%

C.C.F.C.

Fuente: Elaboración Propia.

Tabla 57.

Proyección volumen de transito tramo I-J

Tramo I-J

AÑO V(ade) por Sentido

Bogotá -

Facatativá

Facatativá -

Bogotá

2018 629 539

2019 661 566

2020 695 595

2021 730 625

2022 767 657

2023 806 690

2024 847 725

2025 890 762

2026 935 801

2027 982 842

2028 1032 885

2029 1084 930

2030 1139 977

2031 1196 1026

2032 1256 1078

2033 1319 1132

2034 1385 1189

2035 1455 1249

2036 1528 1312

2037 1605 1378

2037 1686 1447

2037 1771 1520

2037 1860 1596

2037 1953 1676

NOTA tasa de crecimiento de 5%

C.C.F.C.

Fuente: Elaboración Propia.

Page 164: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

163

Tabla 58.

Proyección volumen de transito tramo K-L

Tramo K-L

AÑO

V(ade) por Sentido

Bogotá -

Facatativá

Facatativá -

Bogotá

2018 613 565

2019 644 594

2020 677 624

2021 711 656

2022 747 689

2023 785 724

2024 825 761

2025 867 800

2026 911 840

2027 957 882

2028 1005 927

2029 1056 974

2030 1109 1023

2031 1165 1075

2032 1224 1129

2033 1286 1186

2034 1351 1246

2035 1419 1309

2036 1490 1375

2037 1565 1444

2037 1644 1517

2037 1727 1593

2037 1814 1673

2037 1905 1757

NOTA tasa de crecimiento de 5%

C.C.F.C.

Fuente: Elaboración Propia.

Tabla 59.

Proyección volumen de transito L-M

Tramo L-M

AÑO

V(ade) por Sentido

Bogotá -

Facatativá

Facatativá -

Bogotá

2018 536 591

2019 563 621

2020 592 653

2021 622 686

2022 654 721

2023 687 758

2024 722 796

2025 759 836

2026 797 878

2027 837 922

2028 879 969

2029 923 1018

2030 970 1069

2031 1019 1123

2032 1070 1180

2033 1124 1239

2034 1181 1301

2035 1241 1367

2036 1304 1436

2037 1370 1508

2037 1439 1584

2037 1511 1664

2037 1587 1748

2037 1667 1836

NOTA tasa de crecimiento de 5%

C.C.F.C.

Fuente: Elaboración Propia.

Para la vía Bogotá- El rosal, se presentan las gráficas para determinar que linealidad

presenta el crecimiento que se presentó desde 1997 hasta 2017 y de esa manera tener el

volumen Actual.

Page 165: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

164

Debido a que en la vía de análisis se presentan tres estaciones, se realizó el proceso

para cada una de las estaciones y de esa manera obtener el factor de proyección.

Figura 93: Historial volúmenes de tránsito. El Cortijo- Siberia.

Fuente: Basado en INVIAS. Serie Histórica de Transito (TPD) 1997 – 2017. Colombia,

junio 2018.

Según Cal y Mayor “los volúmenes de transito futuro se derivan a partir del tránsito

actual TA, y del incremento IT” (p.219), en cuanto al incremento de transito se presentan

tres parámetros los cuales son primero el crecimiento normal del tránsito (CNT), que es el

incremento de transito debido al crecimiento de vehículos particulares, para el presente

caso el dicho valor presenta un incremento del 0%, segundo el transito generado (TG),

viajes vehiculares que no se realizarán si no existiera la carretera y que no cuenta a los

vehículos de transporte público, según Cal y mayor “ al tránsito generado se le asignan

tasas de incremento entre 5% y 25%” ( p.220), se adoptó en esta ocasión un 10% debido a

que la construcción del nuevo aeropuerto generaría desplazamiento entre aeropuertos que

en algunos casos la población se transportaría en sus propios vehículos.

y = 236,93x + 2439,3R² = 0,6772

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

TPD

A

Año

Page 166: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

165

Por último, el transito desarrollado que definido por Cal y Mayor es “el incremento

de volumen de transito debido a las mejoras en el suelo adyacente a la carretera […] con

valores del orden del 5% del tránsito actual.” (p.220), debido a la implementación del

nuevo aeropuerto, se pueden presentar mejoras en el suelo para mejorar el trasporte entre

ambos puntos, pero como se desconoce el mejoramiento del suelo que se trabajó se adopta

un incremento del 5%.

Para la estación El cortijo-Siberia, una vez obtenida la ecuación de la recta lineal de

la cual se presentaron mayores tendencias.

𝑌 = 236,93 𝑋 + 2439,3 (𝐸36)

Donde:

Y= Volumen futuro.

X= Número de años que se desean proyectar desde el dato inicial del historial.

Se realizó al año 2018 que es el año al cual se realizó el cálculo y el año 2041 que es

el año de proyección de pasajeros del aeropuerto.

Tabla 60:

Datos proyecciones.

Transito Generado 0,1

Transito

Desarrollado

0,05

TPDS2018 7651,76

TPDS2041 13101,15

TA 2018 7651,76

CNT2018 0,00

TG 765,176

TD 382,588

TF2041 14248,914

FP 1,86

Fuente: Elaboración Propia.

Page 167: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

166

TPDS2018

𝑇𝑃𝐷𝑆2018 = 7651,75 = 236,93 (22) + 2439,3

𝑇𝑃𝐷𝑆2041 = 13101,15 = 236,93 (45) + 2439,3

Por lo anterior:

𝑇𝐴 = 7651,75 𝑣𝑒ℎ𝑖𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑚𝑖𝑥𝑡𝑜𝑠/𝑑𝑖𝑎/𝑎𝑚𝑏𝑜𝑠 𝑠𝑒𝑛𝑡𝑖𝑑𝑜𝑠

𝐶𝑁𝑇 2018 = 0

𝑇𝐺 = 𝑇𝐴 ∗ 0,1 (𝐸37)

𝑇𝐺 = 7651,75 ∗ 0,1 = 765,176 𝑣𝑒ℎ𝑖𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑚𝑖𝑥𝑡𝑜𝑠/𝑑𝑖𝑎/𝑎𝑚𝑏𝑜𝑠 𝑠𝑒𝑛𝑡𝑖𝑑𝑜𝑠

𝑇𝐷 = 𝑇𝐴 ∗ 0,05 (𝐸 38)

𝑇𝐺 = 7651,75 ∗ 0,05 = 382,588 𝑣𝑒ℎ𝑖𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑚𝑖𝑥𝑡𝑜𝑠/𝑑𝑖𝑎/𝑎𝑚𝑏𝑜𝑠 𝑠𝑒𝑛𝑡𝑖𝑑𝑜𝑠

𝑇𝐹 = 𝑇𝑃𝐷𝑆 2041 + 𝑇𝐺 + 𝑇𝐷 + 𝐶𝑁𝑇 (𝐸39)

𝑇𝐹 = 13101,15 + 756,176 + 382,588 + 0

𝑇𝐹 = 14248,914 𝑣𝑒ℎ𝑖𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑚𝑖𝑥𝑡𝑜𝑠/𝑑𝑖𝑎/𝑎𝑚𝑏𝑜𝑠 𝑠𝑒𝑛𝑡𝑖𝑑𝑜𝑠

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 =𝑇𝐹

𝑇𝐴 (𝐸40)

𝐹𝑃 =14248,914

7651,76

𝐹𝑃 = 1,86

Page 168: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

167

Se realizó el mismo proceso para las otras estaciones y de esa manera tomar un

factor de proyección para la vía comprendida entre Bogotá y El rosal como se muestra en el

siguiente proceso:

Figura 94: Historial volúmenes de tránsito. Siberia- La punta.

Fuente: Basado en INVIAS. Serie Histórica de Transito (TPD) 1997 – 2017. Colombia,

Junio 2018.

Tabla 61:

Datos cálculo de proyección Siberia-La punta.

Transito

Generado

0,1

Transito

Desarrollado

0,05

TPDS2018 2458,16

TPDS2041 4013,40

TA 2018 2458,158

CNT2018 0,00

TG 245,8158

TD 122,9079

TF2041 4382,1187

FP 1,78

Fuente: Elaboración Propia.

y = 67,619x + 970,54R² = 0,8386

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

TPD

A

Año

Page 169: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

168

Figura 95: Historial volúmenes de tránsito. La Punta- El Rosa.

Fuente: Basado en INVIAS. Serie Histórica de Transito (TPD) 1997 – 2017. Colombia,

Junio 2018.

Tabla 62.

Datos calculo proyeccion de volumen La punta- El rosal.

Transito

Generado

0,1

Transito

Desarrollado

0,05

TPDS2018 2939,69

TPDS2041 5429,67

TA 2018 2939,69

CNT2018 0,00

TG 293,969

TD 146,9845

TF2041 5870,6235

FP 2,00

Fuente: Elaboración Propia.

Debido a que la última estación cuenta con una tendencia muy baja se descartó

dicho factor de proyección debido a una falta de confiabilidad con el dato obtenido, razón

por la cual se adoptó el factor de proyección de la estación (Siberia- LA punta), una vez

y = 108,26x + 557,97R² = 0,3816

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000TP

DA

Año

La punta-El rosal

Page 170: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

169

obtenido el factor de proyección, se presenta los volúmenes hasta los 20 años de

proyección.

Tabla 63.

Proyección de volúmenes Tramo N-O.

Tramo N-O

AÑO

V(ade) por Sentido

Bogotá - El

Rosal

El Rosal -

Bogotá

2018 1350 1482

2019 1375 1509

2020 1400 1536

2021 1425 1564

2022 1451 1592

2023 1477 1621

2024 1504 1650

2025 1531 1680

2026 1559 1710

2027 1587 1741

2028 1616 1772

2029 1645 1804

2030 1675 1837

2031 1705 1870

2032 1736 1904

2033 1767 1938

2034 1799 1973

2035 1832 2009

2036 1865 2045

2037 1899 2082

2037 1933 2120

2037 1968 2158

2037 2004 2197

2037 2040 2237

NOTA tasa de crecimiento de 1,78%

Fuente: Elaboración Propia.

Tabla 64.

Proyección de volúmenes Tramo P-Q

Tramo P-Q

AÑO

V(ade) por Sentido

Bogotá - El

Rosal

El Rosal -

Bogotá

2018 311 415

2019 317 423

2020 323 431

2021 329 439

2022 335 447

2023 341 455

2024 348 464

2025 355 473

2026 362 482

2027 369 491

2028 376 500

2029 383 509

2030 390 519

2031 397 529

2032 405 539

2033 413 549

2034 421 559

2035 429 569

2036 437 580

2037 445 591

2037 453 602

2037 462 613

2037 471 624

2037 480 636

NOTA tasa de crecimiento de 1,78%

Fuente: Elaboración Propia.

Page 171: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

170

Tabla 65.

Proyección de volúmenes Tramo Q-R

Tramo Q-R

AÑO

V(ade) por Sentido

Bogotá - El

Rosal

El Rosal -

Bogotá

2018 515 520

2019 525 530

2020 535 540

2021 545 550

2022 555 560

2023 565 570

2024 576 581

2025 587 592

2026 598 603

2027 609 614

2028 620 625

2029 632 637

2030 644 649

2031 656 661

2032 668 673

2033 680 685

2034 693 698

2035 706 711

2036 719 724

2037 732 737

2037 746 751

2037 760 765

2037 774 779

2037 788 793

NOTA tasa de crecimiento de 1,78%

Fuente: Elaboración Propia.

Tabla 66.

Proyección de volúmenes Tramo R-S

Tramo R-S

AÑO

V(ade) por Sentido

Bogotá - El

Rosal

El Rosal -

Bogotá

2018 449 480

2019 457 489

2020 466 498

2021 475 507

2022 484 517

2023 493 527

2024 502 537

2025 511 547

2026 521 557

2027 531 567

2028 541 578

2029 551 589

2030 561 600

2031 571 611

2032 582 622

2033 593 634

2034 604 646

2035 615 658

2036 626 670

2037 638 682

2037 650 695

2037 662 708

2037 674 721

2037 686 734

NOTA tasa de crecimiento de 1,78%

Fuente: Elaboración Propia.

Page 172: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

171

Tabla 67.

Proyección de volúmenes Tramo S-T

Tramo S-T

AÑO V(ade) por Sentido

Bogotá - El

Rosal

El Rosal -

Bogotá

2018 347 436

2019 354 444

2020 361 452

2021 368 461

2022 375 470

2023 382 479

2024 389 488

2025 396 497

2026 404 506

2027 412 516

2028 420 526

2029 428 536

2030 436 546

2031 444 556

2032 452 566

2033 461 577

2034 470 588

2035 479 599

2036 488 610

2037 497 621

2037 506 633

2037 516 645

2037 526 657

2037 536 669

NOTA tasa de crecimiento de 1,78%

Fuente: Elaboración Propia.

Page 173: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

172

TERCERA FASE

Análisis volúmenes de tránsito

Intersección semaforizada

Mediante el aforo realizado en la intersección ubicada en la AV. Carrera 135 # 17,

Fontibón en Bogotá, se obtuvieron el número de vehículos mixtos que transitaron en la

intersección durante cuatro horas, en periodos de quince minutos, con el fin de, identificar

el factor horario de máxima demanda y el volumen máximo durante el periodo de aforo.

Los resultados obtenidos en el movimiento tres, se presentan en la Figura 96, en la cual

se ostentó el volumen pico y los periodos en el cual es superado, siendo dichos periodos de

(18:30-18:45) y (19:00-19:15).

Figura 96. Volumen movimiento 3. Intersección semaforizada.

Fuente: Propia.

Qmx15"; 360,75

020406080

100120140160180200220240260280300320340360380400

Vo

lum

en(v

ehíc

ulo

s m

ixto

s/ 1

5 m

inu

tos)

Intervalos de tiempo (15 minutos)

Page 174: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

173

Para el caso del movimiento cuatro, tiene un comportamiento similar (ver figura 97)

por lo cual se observó que los periodos que superan el volumen máximo se encuentran

dentro de un rango corto, los cuales se presentaron en los siguientes periodos (18:15-18:30)

y (18:45-19:00).

Figura 97. Volumen movimiento 4. Intersección semaforizada.

Fuente: Propia.

Por último, se tuvo el volumen que presento el acceso a la Av. Calle 17 (Ver figura

98), para lo cual se identificó una disminución en el número de vehículos que transitaban

por los carriles, de igual manera se identificaron diferentes periodos en los cuales el

volumen que se presenta es superior al máximo para ese periodo en el acceso, los cuales

son (17:45-18:00) y (18:00-18:15).

Qmx15"; 522,5

0306090

120150180210240270300330360390420450480510540570

Vo

lum

en(v

ehíc

ulo

s m

ixto

s/ 1

5 m

inu

tos)

Intervalos de tiempo (15 minutos)

Page 175: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

174

Figura 98. Volumen acceso Este. Intersección semaforizada.

Fuente: Propia.

Analizando los resultados obtenidos en las figuras 96, 97 y 98, se determinó que la

hora crítica en la intersección se encuentra entre las 18:00 y las 19:00, tiempo en el cual se

presentaron dificultades en la movilidad por lo que se muestra claramente como afecto los

niveles de servicio para dicha intersección, generando problemáticas de transporte en esa

hora, de igual manera se presentaron volúmenes mayores en el movimiento 4.

Concesión CCFC S.A.S

Mediante el análisis de hora pico en el aeropuerto se determinó la hora de aforo, una

vez realizado el aforo se determinó el volumen máximo y el volumen que se presentó en los

diferentes periodos de quince minutos, con el fin de, identificar el factor horario de máxima

demanda y el volumen máximo durante el periodo de aforo para cada sentido.

Qmx15"; 37

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Vo

lum

en(v

ehíc

ulo

s m

ixto

s/ 1

5 m

inu

tos)

Intervalos de tiempo (15 minutos)

Page 176: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

175

Se presentaron los volúmenes en la hora pico (ver figura 99), para ambos sentidos del

tramo (D-E), se puede observar como en la figura (a) el pico se ve superado en la segunda

media hora de aforo, en cuanto a la figura (b) el momento en el que el pico se ve superado

es en el primer y último cuarto de hora, se logró observar un flujo mayor entrando a Bogotá

a esa hora.

(a) (b)

Figura 99. Volúmenes tramo D-E en ambos sentidos

Fuente. Propia.

De la misma manera se presentaron los volúmenes en la hora pico (ver figura 100),

para ambos sentidos del tramo (E-F), donde se logra observar como en la figura (a) el pico

se ve superado en el primer y tercer cuarto de hora del aforo, en cuanto a la figura (b) el

momento en el que el pico se ve superado es en el segundo y tercer cuarto de hora, se logró

observar un flujo mayor entrando a Bogotá a esa hora.

Page 177: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

176

(a) (b)

Figura 100 Volúmenes tramo E-F en ambos sentidos.

Fuente. Propia.

En cuanto a los volúmenes para el tramo (F-G) como se puede ver en la figura 101, se

logró evidenciar como se presentan problemas en el tránsito en el segundo y tercer cuarto

de hora entrando a Bogotá (figura a), en cuanto a la salida (figura b), se presentaron

problemas en el transito durante (45 min), se presentaron volúmenes muy parecidos en

ambos sentidos del tramo.

(a) (b)

Figura 101. Volumen tramo F-G en ambos sentidos.

Fuente. Propia.

Page 178: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

177

Los volúmenes para el tramo (G-H) presentaron similitudes en ambos sentidos (ver

figura 102), en la figura (a) se logra evidenciar como los primeros 45 minutos se presentan

problemas en el tránsito, en cuanto a la figura (b) el volumen que se presenta solo supera en

el primer cuarto de hora el volumen máximo.

(a)

(b)

Figura 102. Volúmenes tramo G-H en ambos sentidos.

Fuente. Propia.

Los volúmenes para el tramo (H-I) presentaron variaciones (ver figura 103), en la

figura (a) se logra evidenciar como en el segundo y tercer cuarto de hora se presentaron

volúmenes superiores al volumen máx y se notó una disminución en los volúmenes al pasar

la hora, en cuanto a la figura (b) el volumen que se presentó de igual manera puede generar

problemas en el segundo y tercer cuarto de hora, conjuntamente se presentan volúmenes

similares al pasar la hora.

Page 179: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

178

(a)

(b)

Figura 103. Volúmenes tramo H-I en ambos sentidos.

Fuente. Propia.

Se presentaron los volúmenes en la hora pico (ver figura 104), para ambos sentidos del

tramo (I-J), se puede observar como en la figura (a) el pico se ve superado en el tercer

cuarto de hora del aforo, en cuanto a la figura (b) el momento en el que el pico se ve

superado es en la segunda media hora, se logró observar un flujo mayor entrando a Bogotá

a esa hora.

(a)

(b)

Figura 104. Volúmenes del tramo I-J en ambos sentidos.

Fuente. Propia.

Page 180: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

179

En el tramo (K-L) tal como se observa en la figura 105, presentaron volúmenes

similares, pero como se logra observa, en la figura (a) solo se presentan problemas en el

tráfico en la segunda media hora de aforo, en cuanto a la figura (b) solo se ve

inconsistencias en el segundo cuarto de hora de aforo.

(a)

(b)

Figura 105. Volúmenes tramo K-L en ambos sentidos.

Fuente. Propia.

En el último tramo de la calle 13, ubicado en Facatativá, presenta menos variaciones en

los volúmenes que salen de Bogotá (ver figura 106), en cuanto a los problemas que se

presenten en términos de flujo se dan en la entrada en la segunda mitad de la hora de aforo,

para la salida el Q máx solo se ve superado en el segundo cuarto de hora de aforo.

Page 181: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

180

(a)

(b)

Figura 106. Volumen tramo L-M en ambos sentidos.

Fuente. Propia.

Analizando las gráficas, se logró identificar que en todos los tramos y en ambos

sentidos de la calle 13 se presentaban problemas de tránsito, las variaciones de volúmenes

en cada una de las gráficas son mínima, por lo que se identificó un flujo constante, se logró

identificar una disminución en los volúmenes desde Bogotá, lo cual se puede explicar por

las diferentes intersecciones que se presentan a lo largo del tramo.

Concesión Sabana de Occidente S.A.S

De igual manera, debido al análisis realizado en el itinerario del aeropuerto se

determinó la hora pico, se determinó el volumen máximo y el volumen que se presentó en

esa hora, en periodos de quince minutos.

En el primer tramo de la calle 80 (N-O), se presentó un incremento al pasar la hora del

volumen (ver figura 107), de otra manera el volumen de vehículos que salen de Bogotá va

Page 182: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

181

disminuyendo, para la figura (a) se presentan problemas en la primera media hora y para la

figura (b) se presentan en la segunda media hora.

(a) (b)

Figura 107. Volúmenes tramo N-O en ambos sentidos.

Fuente. Propia.

En el tramo (P-Q), los volúmenes presentan problemas en la primera media hora

entrando a Bogotá (ver figura a), en cuanto a la figura (b), se evidencia volúmenes por

debajo del volumen máximo a excepción del segundo cuarto de hora en donde el volumen

supera dicho volumen máximo (ver figura 108).

Page 183: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

182

(a)

(b)

Figura 108. Volúmenes tramo P-Q en ambos sentidos.

Fuente. Propia.

Como se puede observar en la figura 109, los volúmenes son muy similares en ambos

sentidos de la vía, con una excepción y es que en la figura (a) se ve como se presentan

problemas únicamente en la primera media hora, en cuanto a la figura (b) se observaron

problemas el cuarto, primero y tercer cuarto de hora.

(a)

(b)

Figura 109. Volúmenes tramo Q-R en ambos sentidos.

Fuente. Propia.

Page 184: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

183

Se presentaron los volúmenes en la hora pico (ver figura 110), para ambos sentidos del

tramo (R-S), se puede observar como en la figura (a) el pico se ve superado en el primer y

tercer cuarto de hora del aforo, en cuanto a la figura (b) el momento en el que el pico se ve

superado es en la primera media hora, se logró observar un flujo mayor saliendo de Bogotá

a esa hora.

(a)

(b)

Figura 110. Volúmenes tramo R-S en ambos sentidos.

Fuente. Propia.

En el último tramo de la calle 80 (S-T), se logró observar como los volúmenes

vehiculares presentan una diferencia en ambos sentidos de la vía (ver figura 111), en cuanto

a presencia de algún problema en el flujo vehicular se presentaron en la figura (a) en la

primera media hora y para la figura (b) se observó ese tipo de inconvenientes en el segundo

y tercer cuarto de hora.

Page 185: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

184

Figura 111. Volúmenes de tramo S-T en ambos sentidos.

Fuente. Propia.

Analizando las gráficas, se logró identificar que en cada uno de los diferentes tramos y

en ambos sentidos de la calle 80 se presentaban problemas de tránsito, las variaciones de

volúmenes en cada una de las gráficas para este caso no cambian mucho y se observa una

tendencia para cada sentido, tanto para la entrada con un crecimiento y la salida con un

crecimiento, se logró identificar una disminución en los volúmenes desde el primer tramo,

lo cual se puede explicar por las diferentes intersecciones que se presentan a lo largo del

tramo pero esta variación solo se observó desde el tramo (N-O) al tramo (P-Q), después de

esta variación los volúmenes vehiculares no presentan mayor variación.

Page 186: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

185

CUARTA FASE

Matriz comparativa

CCFC S.A.S Sabana de Occidente S.A.S Regiotram Diseño geométrico

Con

texto

o s

itu

aci

ón

Actualmente esta vía presenta

problemas de congestión y de

contaminación.

Trasladarse del centro de la ciudad

al municipio de Madrid puede

tardar de hora y veinte minutos

hasta 2 horas, lo que hace que las

velocidades sean bajan y los

tiempos aumenten. Además de

esto se están realizando tres obras

en la vía las cuales generan

demoras ya que la vía Anapoima

también está siendo intervenida.

Esta vía, aunque refleja mejores

valores, su primer tramo refleja

que solo es cuestión de tiempo

para no sea capaz de soportar la

demanda requerida. Ya que la

presencia del Aeropuerto

Dorado 2 hará que se eleve la

actividad económica de la

región.

A la fecha ya se firmó el

contrato con la firma

responsable del proyecto,

resultante de un proceso

licitatorio. Se dice empezaría a

funcionar en el año 2023,

constará de 44.7 Km y 20

estaciones, 6 ubicadas fuera de

Bogotá, 12 dentro del Distrito

Capital y dos más en los

terminales aéreos Dorado 1 y el

futuro aeropuerto Dorado 2.

Finalmente, se planteó el diseño de un

carril adicional por la Calle 13. Esto

debido a las opiniones sobre el

proyecto del aeropuerto. Louis Kleyn,

presidente de la ANI, explicó “Eso no

tiene respaldo gremial ni de la

Asociación Internacional de

Transporte Aéreo (IATA), ni de las

aerolíneas y nos parece mucho más

importante concentrarnos en el

actual”, es así como el diseño podría

ser un apoyo a la Calle 13.

Ap

ort

es

o Conecta a Bogotá con los

municipios de Mosquera,

Madrid, Funza, Villeta, La Mesa.

o Permite transporte de

vehículos pesados.

o Conecta con la Zona

Franca de Occidente.

o Conecta a Bogotá con

los municipios de El Rosal,

Facatativá, Tenjo, Cota.

o Permite transporte de

carga.

o Conecta con la zona

industrial de Siberia.

o Reduce

significativamente los

tiempos de viaje, niveles de

contaminación, de ruido,

accidentalidad y costos de

operación.

o Seguridad y confort a

los viajeros.

o Aprovechamiento de las

vías férreas.

o Seguridad y confort a los

viajeros.

o El flujo por la Calle 13 no se

ve interrumpido.

o Tiempos de conexión más

cortos.

o Permite transitar en casos de

emergencia y el transporte de

combustibles.

o Mayor facilidad en el

transporte de equipaje

Page 187: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

186

Lim

itan

te

o No cuenta con la suficiente

oferta vial para cubrir la

demanda.

o Deterioro en el pavimento

o No hay distribución de

paraderos

o Cambios en la geometría a

lo largo de la vía.

o No tiene acceso directo al

Aeropuerto Internacional El

Dorado.

o Semáforos en mal estado

o La salida de Bogotá por

la esta vía no cuenta con una

sección vial adecuada.

En este punto se encuentran la

Calle 130, la Calle 80 y el

retorno de la misma, los

volúmenes respectivos pasan

por el puente El Cortijo que

cuenta con 3 carriles, pero a

270 mts aprox. pasa a tener

solo 2.

o La tarifa se tratará de

igualar a la del transporte

intermunicipal (tarifa media:

COP 2435(año 2014)) pero

aún no está confirmado.

o No ofrece un viaje

directo entre aeropuertos, en

este trayecto existirían 6

paradas, lo que obligaría a

contar con mayor tiempo de

disponibilidad.

o Se estaría proyectando una

ampliación a la Calle 13 que cuente

con 2 carriles por sentido para

exclusivos para vehículos pesados

que estén dispuestos a pagar por ir a

mayor velocidad, la troncal de

Transmilenio y cuatro carriles para

vehículos mixtos.

o Costo de operación

o Habría que diseñar un sistema

de transporte para movilizar a los

pasajeros entre terminales.

Page 188: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

187

Matriz de análisis de datos

Tramo Sentido Volúmenes Velocidades Nivel de servicio

TFM VHMD FHMD Qmax15" Vmedia P98 Vp D N. S.

D- E B-F 433 1396 0,81 349 60,7 86,7 1013 11,7 C

F-B 330 1209 0,92 302 60,9 83,6 763 9,1 B

E- F B-F 406 1427 0,88 357 57,5 84,8 913 10,8 B

F-B 341 1107 0,81 277 57,2 82,0 790 9,6 B

F- G B-F 333 1207 0,91 302 62,4 79,3 761 9,6 B

F-B 325 1147 0,88 287 65,6 100,5 777 7,7 B

G- H B-F 241 865 0,90 216 69,0 92,4 564 6,1 A

F-B 237 824 0,87 206 67,7 93,2 558 6,0 A

H- I B-F 180 659 0,92 165 70,3 0,0 415 4,7 A

F-B 154 607 0,99 152 69,7 91,0 363 4,0 A

I- J B-F 185 629 0,85 157 68,8 97,7 446 4,6 A

F-B 149 539 0,90 135 75,2 92,8 354 3,8 A

K- L B-F 171 613 0,90 153 79,6 106,8 380 3,6 A

F-B 166 565 0,85 141 75,6 102,7 401 3,9 A

L- M B-F 152 536 0,88 134 76,0 95,4 347 3,6 A

F-B 159 591 0,93 148 78,7 100,6 370 3,7 A

N- O B-R 352 1350 0,96 338 57,4 80,6 830 10,3 B

R-B 414 1482 0,89 371 38,2 67,2 986 14,7 C

P-Q B-R 94 311 0,83 78 59,8 94,6 224 2,4 A

R-B 128 415 0,81 104 67,6 91,3 289 3,2 A

Q-R B-R 141 515 0,91 129 51,0 70,8 319 4,5 A

R-B 144 520 0,90 130 62,8 94,2 336 3,6 A

R-S B-R 126 449 0,89 112 70,8 89,8 293 3,3 A

R-B 132 480 0,91 120 69,4 96,8 308 3,2 A

S-T B-R 98 347 0,89 87 65,9 92,6 233 2,5 A

R-B 133 436 0,82 109 74,7 95,7 303 3,2 A

Teniendo en cuenta todos los valores de Qmáx15”, se podría decir que la mayor cantidad de vehículos que podría salir de Bogotá

en esa hora por ambos tramos sería 2576 vehículos. La mayor velocidad media que se presentó fue 79,6 ≈ 80Km/h, mientras la

señalización de la vía permite máximo 70 y en otros casos 60 o 30 km/h. La densidad por encima de 11auto/km/carril indica un N.S

de C y si se evalúan los datos, hay 5 valores que se deberían reevaluar ya que están próximos a sobrepasar el límite.

Page 189: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

188

QUINTA FASE

Justificación diseño

La elaboración de una alternativa de conectividad entre aeropuertos fue de gran

importancia para el proyecto, por lo tanto, se presentaron diferentes opciones entre las

cuales se presentaba el diseño de una carretera de uso exclusivo como continuación a la

calle 63, como se puede observar en la figura 112.

Figura 112 Trazado continuidad a la calle 63.

Fuente. Basado en Google Earth. Recuperado el 13 de enero del 2019.

Esta plantea la opción de conectar a los aeropuertos con una vía de uso exclusivo,

teniendo los volúmenes proyectados por parte de la ANI y la Aero civil en la cual

determinan una demanda de conexión de 12 veces por hora o 4 veces por hora, con cargas

máximas de pasajeros de hasta 36 pasajeros (Aerocivil, 2016, p.7). Esta alternativa fue

descartada debido a los siguientes puntos:

Page 190: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

189

Primero se tenía planeado una ampliación de la Calle 63, por lo cual se encontraba en

proceso de licitación, para la elaboración del diseño eran requeridos datos del diseño de la

ampliación, para de esa manera dar continuidad a la vía pasando por la carretera Funza-

Cota, debido a lo anterior se no se presentó la información suficiente para dar comienzo al

diseño.

Segundo el trazo que se presentó en la figura 112 atravesaba propiedades privadas, por

lo que se requería compra de predios, lo cual conllevaría a prolongar el tiempo del

proyecto.

Tercero, atraviesa zonas que requieren estudios en cuanto aspectos bióticos, y la

protección de especies que habitan en dichas zonas, además de generar alternativas para el

desplazamiento de estas en caso de que hubiese sido necesario.

Por último, como se logró evidenciar en nivel de servicio para los tramos

correspondientes, el número de carriles necesarios para que la calle 13 pueda tener un nivel

de servicio de B es de tres carriles, por lo que dio como resultado la necesidad de una

ampliación

Como segunda alternativa para la conexión entre los aeropuertos se tuvo la de una

ampliación a la calle 13, debido a que ya se contaba con el aforo utilizado para la

verificación del nivel de servicio de la vía y las proyecciones que presenta la ANI y la

Aerocivil, se hizo más factible darle continuidad a esta opción, debido a que la idea

principal del proyecto es una vía de uso exclusivo se presentó el diseño de dicha vía.

Page 191: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

190

Diseño Geométrico de la Carretera

El inicio de la nueva vía se da en la intersección ubicada en la avenida el Dorado

con carrera 103 , se tomó este punto como inicial debido a que es por la carrera 128 donde

se puede presentar el ingreso de los vehículos de transporte hasta el aeropuerto el Dorado,

como se puede observar en el plano de localización general, debido a que el tramo que

queda para llegar a la terminal de transporte se presenta por la avenida el dorado, el ingreso

y salida de los vehículos no presentaran ningún problema en términos de tiempo, en cuando

a la llegada al aeropuerto de la Sabana, llega justo a la carretera que da a la entrada

principal del aeropuerto, para de esa manera conectar ambos aeropuertos.

Diseño horizontal

Para el diseño de la carretera de uso exclusivo para la conexión entre el Aeropuerto

Internacional El Dorado y el de la sabana se tomaron los siguientes aspectos para decidir

los parámetros de la vía, debido a que en el estudio de niveles de servicio se presentaron

velocidades por encima de 80 Km/h se adopta dicha velocidad, aunque en el código

nacional de tránsito artículo 107 del capítulo XI, establece velocidades para vehículos de

servicio público por debajo de 120 Km/h, se debe considerar que velocidades por encima

de 80 Km/h para una vía de una calzada con carril por sentido son muy riesgosas, por lo

mencionado, para presentar un diseño más cómodo para las conductores y con menos

riesgos se adoptaron los siguientes parámetros:

Vd=80km/h

Carril: 3,65m

Berma= 1,8m

Page 192: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

191

Cuneta= 1m hacia el talud de corte.

En la tabla 69 se presenta los datos del trazado que se propuso para el diseño de la

carretera de uso exclusivo:

Calculo de distancia entre PI:

𝑃𝑖1 = √(∆𝐶𝑜𝑜𝑟𝑑𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠𝐸𝑠𝑡𝑒)2 + (∆𝐶𝑜𝑜𝑟𝑑𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠𝑁𝑜𝑟𝑡𝑒)2 (E41)

𝑃𝑖1 = √(990448,1698 − 989667,4994)2 + (1010409,6002 − 1011037,5317)2

= 1001,87𝑚

Calculo Angulo de deflexión (Δ):

𝑅𝑢𝑚𝑏𝑜 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (990448,1698 − 989667,4994

1010409,6002 − 1011037,5317) = N 51°11′18.87" 𝑊

Azimut = 360° − 51°11′18.87" = 308°48′41.13"

𝑅𝑢𝑚𝑏𝑜 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (989667,4994 − 988397,4968

1011037,5317 − 1011424,8826) = N 73°2′17,84" 𝑊

𝐴𝑧𝑖𝑚𝑢𝑡 = 360° − 73°2′17,84" = 286°57′42.16"

∆𝟏= 308°48′41.13-286°57'42.16 = 20°50'58.97"

Tabla 68:

Descripción del trazado de la carretera Punto Cordenadas Este-Norte Distancia

(m) Rumbo Radio Angulo de

Deflexión

PI (994027.8568m,1010304.5611m,0.0000m) 860,332 S37° 35' 44"W

P1 (993502.9835m,1009622.8873m,0.0000m) 2600,717 N53° 14' 27"W 230.000m 89.1638 (g)

P2 (991419.4014m,1011179.2983m,0.0000m) 1239,244 S51° 36' 12"W 230.000m 75.1560 (g)

P3 (990448.1698m,1010409.6002m,0.0000m) 1001,87 N51° 11' 19"W 230.000m 77.2081 (g)

P4 (989667.4994m,1011037.5317m,0.0000m) 1327,76 N73° 02' 18"W 230.000m 21.8497 (g)

P5 (988397.4968m,1011424.8826m,0.0000m) 3990,339 S86° 10' 40"W 240.000m 20.7840 (g)

P6 (984416.0338m,1011158.8804m,0.0000m) 870,48 N54° 54' 36"W 250.000m 38.9122 (g)

P7 (983703.7632m,1011659.2858m,0.0000m) 496,126 S89° 47' 16"W 230.000m 35.3023 (g)

P8 (983207.6401m,1011657.4473m,0.0000m) 862,875 N73° 17' 01"W 230.000m 16.9286 (g)

P9 (982381.2296m,1011905.6388m,0.0000m) 1588,006 N7° 56' 43"W 240.000m 65.3385 (g)

Page 193: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

192

P10 (982161.7252m,1013478.4013m,0.0000m) 524,525 N20° 37' 50"W 230.000m 12.6854 (g)

P11 (981976.9134m,1013969.2891m,0.0000m) 303,682 N0° 34' 07"E 230.000m 21.1992 (g)

P12 (981979.9269m,1014272.9558m,0.0000m) 1920,786 N24° 49' 06"W 230.000m 25.3870 (g)

P13 (981173.6873m,1016016.3423m,0.0000m) 1164,082 N87° 54' 16"W 250.000m 63.0859 (g)

P14 (980010.3842m,1016058.9107m,0.0000m) 482,993 N72° 20' 11"W 230.000m 15.5678 (g)

P15 (979550.1618m,1016205.4636m,0.0000m) 400,354 S79° 07' 48"W 230.000m 28.5336 (g)

P16 (979156.9909m,1016129.9634m,0.0000m) 1424,54 N15° 35' 04"W 230.000m

PF (978774.2774m,1017502.1313m,0.0000m)

Fuente: Propia

Curvas circulares simples

Teniendo en cuenta que el diseño que se presenta es para uso exclusivo de una

calzada con carril por sentido se plantearon curvas horizontales simples ya que las curvas

que se plantean no presentan un riesgo para los conductores debido a problemas de efectos

de centrifuga, a excepción de la última curva ya que esta presenta un menor recorrido entre

curvas por lo que se hace necesario de una curva espiral para prever que los vehículos

cambien de carril por la velocidad a la que tomen la mencionada curva, según James

Cárdenas las curvas circulares simples son “circunferencia de un solo radio que unen dos

tangentes consecutivas, conformando la proyección horizontal de las curvas reales o

espaciales. Por lo tanto, las curvas reales del espacio no necesariamente son circulares.”

(p.38, 2013).

P.T. = Punto en el cual termina la curva.

P.C. = Punto donde empieza la curva

O = Centro de la curva circular.

Page 194: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

193

∆ = Ángulo de deflexión de las tangentes. Es igual al ángulo central subtendido por el arco

PC. PT.

R = Radio de la curva circular simple.

T = Tangente: distancia desde el PI al PC o desde el PI al PT.

Lc = Longitud de curva circular: distancia desde el PC al PT a lo largo del arco circular, o

de un polígono de cuerdas.

CL = Cuerda larga: distancia en línea recta desde el PC al PT.

E = Externa: distancia desde el PI al punto medio de la curva A.

M = Ordenada media: distancia desde el punto medio de la curva A al

Punto medio de la cuerda larga B.

Page 195: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

194

Figura 113: Elementos geométricos de una curva circular simple.

Fuente: James Cardenas. DISEÑO GEOMETRICO DE

CARRETERAS (Segunda ed.). ECOE. Modificado Marzo de 2019

De acuerdo a los elementos anteriores y a lo establecido en el manual de diseño

geométrico, se realizaron los cálculos de cada elemento de la curva de la siguiente manera:

De acuerdo a las velocidades que se presentaron se procede a determinar los radios de

cada una de estas velocidades de acuerdo a la siguiente figura:

Page 196: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

195

Figura 114: Relación peralte-radio y velocidad especifica-radio.

Fuente: Instituto nacional de vías, MANUAL DE DISEÑO

GEOMÉTRICO DE CARRETERAS BOGOTA 1998. Recuperado

Marzo de 2019 (p.40).

Page 197: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

196

Cálculo de la tangente (T):

𝑇 = 𝑅 ∗ 𝑡𝑎𝑛 (∆

2) (𝐸 42)

𝑇1 = 230 ∗ 𝑡𝑎𝑛 (21,8497

2) = 44,395𝑚

Cálculo de la Externa (Ext):

𝐸𝑥𝑡 = 𝑇 ∗ 𝑡𝑎𝑛 (∆

4) (𝐸43)

𝐸𝑥𝑡1 = 44,395 ∗ 𝑡𝑎𝑛 (21,8497

4) = 4,2454𝑚

Cálculo del grado de curvatura (Gc):

Para este cálculo se utilizó el sistema Arco Grado, como se tiene en cuenta para el

diseño lo que se puede observar tanto en el Manual de diseño Geométrico de Carreteras del

INVIAS, como el libro “Diseño geométrico de carreteras de James Cárdenas” para dar con

la misma longitud de curva se utilizó un s=20m, que es el máximo permisible, debido a que

la proyección cuenta con tramos muy largos y las zonas urbanas son muy pocas.

𝐺𝑐 =𝑠 ∗ 360°

2𝜋𝑅𝑐 (𝐸44)

𝐺𝑐1 =1145,91559

230= 4,982242 (𝑔)

Cálculo del Longitud de la Curva (Lc):

𝐿𝑐1 =𝑠 ∗ ∆1

𝐺𝑐1 𝐽𝑎𝑚𝑒𝑠 𝐶𝑎𝑟𝑑𝑒𝑛𝑎𝑠 (𝐸45)

𝐿𝑐1 =20 ∗ 21,8497

4,982242= 87,7103 𝑚

𝐿𝑐1 = 𝑅 ∗ ∆1 𝐼𝑁𝑉𝐼𝐴𝑆 (𝐸46)

𝐿𝑐1 = 230 ∗ 21,8497 (𝑔) ∗𝜋

180= 87,7103 𝑚

Page 198: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

197

Curvas Espiral

Longitud de Espiral (Le)

Para determinar la longitud de espiral se determina la mayor de las siguientes dos

ecuaciones, teniendo en cuenta el peralte.

𝐿𝑒 ≥𝑎 ∗ 𝑒

𝑚 (𝐸47)

𝐿𝑒 ≥3,65 ∗ 7,5

0,60= 45,63 𝑚

𝐿𝑒 ≥𝑣𝑐ℎ

46,656(𝑗)[𝑣𝑐ℎ2

𝑅𝑐− 127(𝑒𝑐)] fórmula de Smirnoff. (𝐸48)

Donde el grado de comodidad es de 0,60 para una velocidad de 80 km/h.

𝐿𝑒 ≥80

46,656(0,60)[802

230− 127(0,075)] = 52,300𝑚

Por lo anterior se adopta una Le= 58m.

𝐾 = √𝐿𝑒 ∗ 𝑅 (𝐸49)

𝐾 = √58 ∗ 230 = 115,4989𝑚

Page 199: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

198

Cálculo del Angulo de deflexión (Ɵe):

𝜃𝑒 =90𝐿𝑒

𝜋𝑅 (𝐸50)

𝜃𝑒 =90 ∗ 58

𝜋 ∗ 230= 7°13'27,3"

Cálculo de la deflexión al centro del empalme circular (∆):

∆𝑐 = ∆ − 2𝜃𝑒 (𝐸51)

∆𝑐 = 70,8372 − 2 ∗ 7,2243 = 56,3887 (𝑔)

Cálculo de coordenadas Xe y Ye:

𝑋𝑐 = 𝐿𝑒 (1 −𝜃𝑒2

10+

𝜃𝑒4

216−

𝜃𝑒6

9360) (𝐸52)

𝑌𝑐 = 𝐿𝑒 (𝜃𝑒

3−

𝜃𝑒3

42+

𝜃𝑒5

1320−

𝜃𝑒7

75600) (𝐸53)

𝑋𝑐 = 58 (1 −0,126086952

10+

0,126086954

216−

0,126086956

9360)=57,908 m

𝑌𝑐 = 58 (0,126086952

3−

0,126086953

42+0,126086955

1320−

0,126086957

75600) = 2,435 𝑚

Cálculo de coordenadas (ρ-κ)

Page 200: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

199

𝜌 = 𝑌𝑐 − 𝑅(1 − 𝑐𝑜𝑠𝜃𝑒) (𝐸54)

𝜌 = 2,435 − 230(1 − cos(7,2243)) = 0,6091 𝑚

κ = 𝑋𝑐 − 𝑅(𝑠𝑒𝑛𝜃𝑒) (𝐸55)

κ = 57,908 − 230(𝑠𝑒𝑛(7,2243)) = 28,985 𝑚

Cálculo Cuerda Larga de la espiral (CLe):

𝐶𝐿𝑒 = √𝑋𝑐2 + 𝑌𝑐2 (𝐸56)

𝐶𝐿𝑒 = √57,9082 + 2,4352 = 57,96 𝑚

Cálculo Angulo ϕ:

∅ = 𝐴𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛𝑔 (𝑌𝑐

𝑋𝑐) (𝐸67)

∅ = 𝐴𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛𝑔 (2,435

57,908) = 2,407837

Page 201: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

200

Tabla 69:

Elemento del trazado de la curva horizontal. Punto Radio Angulo de

Deflexión Grado de curvatura

Tangente externa

E Lc PC PT

PI

P1 230.000m 89.1638 (g) 4.9822 (g) 226.668m 92.921m 357.927m 0+633.66m 0+991.59m

P2 230.000m 75.1560 (g) 4.9822 (g) 176.983m 60.212m 301.696m 3+188.66m 3+490.35m

P3 230.000m 77.2081 (g) 4.9822 (g) 183.633m 64.315m 309.933m 4+368.98m 4+678.91m

P4 230.000m 21.8497 (g) 4.9822 (g) 44.395m 4.245m 87.710m 5+452.76m 5+540.47m

P5 240.000m 20.7840 (g) 4.7746 (g) 44.014m 4.002m 87.060m 6+779.82m 6+866.88m

P6 250.000m 38.9122 (g) 4.5837 (g) 88.314m 15.140m 169.787m 10+724.89m 10+894.68m

P7 230.000m 35.3023 (g) 4.9822 (g) 73.186m 11.363m 141.712m 11+603.66m 11+745.37m

P8 230.000m 16.9286 (g) 4.9822 (g) 34.227m 2.533m 67.956m 12+134.08m 12+202.04m

P9 240.000m 65.3385 (g) 4.7746 (g) 153.895m 45.103m 273.689m 12+876.79m 13+150.48m

P10 230.000m 12.6854 (g) 4.9822 (g) 25.566m 1.417m 50.922m 14+559.02m 14+609.95m

P11 230.000m 21.1992 (g) 4.9822 (g) 43.042m 3.993m 85.099m 15+065.86m 15+150.96m

P12 230.000m 25.3870 (g) 4.9822 (g) 51.805m 5.762m 101.910m 15+359.80m 15+461.71m

P13 250.000m 63.0859 (g) 4.5837 (g) 153.458m 43.342m 275.264m 17+177.23m 17+452.49m

P14 230.000m 15.5678 (g) 4.9822 (g) 31.440m 2.139m 62.493m 18+431.68m 18+494.17m

P15 230.000m 28.5336 (g) 4.9822 (g) 58.484m 7.319m 114.541m 18+887.24m 19+001.78m

Fuente: Propia.

Page 202: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

201

Tabla 70:

Calculo de peralte para la alternativa

Calculo de Peralte

Carril Peralte max (%)

Bombeo Normal

(%)

m (%)

Longitud de aplanamiento

(m)

Longitud de transicion

(m)

Peralte maximo

(m)

Termina el bombeo

normal (m)

carril con peralte 0%

(m)

Empieza peralte max

(m)

Termina peralte

maximo (m)

carril con peralte 0% ultimo (m)

bombeo igual a peralte

ultimo (m)

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 587,431 599,597 648,264 976,990 1025,657 1037,824

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 3142,423 3154,590 3203,256 3475,752 3524,419 3536,585

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 4322,747 4334,913 4383,580 4664,313 4712,980 4725,146

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 5406,522 5418,688 5467,355 5525,865 5574,532 5586,699

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 6733,583 6745,750 6794,416 6852,276 6900,943 6913,110

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 10678,654 10690,821 10739,487 10880,074 10928,740 10940,907

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 11557,420 11569,587 11618,254 11730,766 11779,433 11791,600

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 12087,846 12100,013 12148,679 12187,435 12236,102 12248,268

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 12830,555 12842,721 12891,388 13135,877 13184,544 13196,711

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 14512,789 14524,956 14573,622 14595,345 14644,011 14656,178

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 15019,628 15031,795 15080,462 15136,361 15185,027 15197,194

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 15313,562 15325,729 15374,396 15447,106 15495,772 15507,939

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 17130,995 17143,162 17191,829 17437,893 17486,560 17498,726

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 18385,444 18397,610 18446,277 18479,570 18528,237 18540,403

3,65 7,5 2 0,6 12,167 34,067 14,600 18841,006 18853,172 18901,839 18987,180 19035,847 19048,014

Carril Peralte max (%)

Bombeo Normal (%)

m (%) Longitud de aplanamiento

(m)

Termina el bombeo

normal (m)

carril con peralte 0%

(m)

Empieza peralte max (m)

Termina peralte maximo

(m)

carril con peralte 0% ultimo (m)

bombeo igual a peralte

ultimo (m)

3,65 7,5 2 0,6 12,167 19090,123 19102,290 19160,290 19444,650 19502,650 19514,817

Fuente: Propia.

Page 203: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

202

Page 204: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

203

Diseño geométrico vertical

Una vez terminado el diseño horizontal, dando como resultado las curvas que se

pueden observar en el anexo 9, se procedió con el diseño vertical para determinar cómo se

presentaran los cambios de pendiente de la carretera, el diseño geométrico vertical según

James Cárdenas es “la proyección del eje real o espacial de la vía sobre una superficie

vertical paralela al mismo. Debido a este paralelismo, dicha proyección mostrará la

longitud real del eje de la vía.” (p.307, 2013).

Para entender el proceso que se llevó a cabo debe entenderse que para el alineamiento

vertical se necesita de una serie de tramos denominados tangentes verticales que se

encuentran unidos por curvas verticales, que dependen de la topografía del terreno y el

alineamiento horizontal que se realizó previamente. (p.308, 2013).

Tangente vertical

Como se puede observar la figura 115, la tangente del plano vertical se caracteriza por

su longitud y la pendiente delimitadas por dos curvas sucesivas, donde su longitud es la

medida horizontalmente desde el fin de la curva anterior y el principio de la siguiente.

(p.308, 2013).

Page 205: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

204

Figura 115: Tangente Vertical.

Fuente: James Cardenas. DISEÑO GEOMETRICO DE CARRETERAS

(Segunda ed.). ECOE. Modificado Marzo de 2019.

Para realizar el cálculo de la pendiente m, se usa la expresión:

𝑚 =∆𝑦

𝑇𝑣∗ 100 (𝐸48)

Donde la pendiente se ve restringida por valores dependiendo del tipo de vía que se

esté diseñando, el pendiente máximo es la mayor pendiente que se permite en el proyecto,

Juan Cárdenas las determina “por el volumen de transito futuro y su composición, tipo de

terreno y velocidad de diseño.” (p.309, 2013).

En la tabla 72 se presentan las máximas pendientes que se recomiendan para utilizarlas

en el proyecto que se encuentra en desarrollo, debido a que es una vía de uso exclusivo se

requieren cambios de pendiente con respecto a la calle 13, como se presenta en las

intersecciones donde se requieren excavaciones mayores para no interrumpir el flujo

vehicular tanto para la vía existente como para la alternativa en desarrollo.

Page 206: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

205

Tabla 71:

Pendiente máxima en función de la velocidad de diseño.

Fuente: Instituto nacional de vías, MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO DE

CARRETERAS BOGOTA 2008. Recuperado Marzo de 2019 (p.128).

Elementos de una curva vertical

PIV = Punto de intersección vertical. Es el punto donde se interceptan las 2

Tangentes verticales.

PCV = Principio de la curva vertical. Donde empieza la curva.

PTV = Principio de tangente vertical. Donde termina la curva.

Lv = Longitud de la curva vertical, medida en proyección horizontal.

Ev = Externa Vertical. Es la distancia vertical del PIV a la curva.

f = Flecha vertical.

(X1, Y1) = Punto sobre la curva de Coordenadas. (X1, Y1).

(X1, Y2) = Punto sobre la tangente de Coordenadas (X1, Y2), situado sobre la

Mismo vertical de P.

y = Corrección de pendiente. Desviación vertical respecto a la tangente de un

Punto de la curva P. Valor a calcular.

Page 207: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

206

x = Distancia horizontal entre el PCV y el punto P de la curva.

α = Ángulo de Pendiente de la tangente de entrada.

β = Ángulo de Pendiente de la tangente de salida.

γ = Ángulo entre las dos tangentes. Angulo de deflexión vertical.

Tan α = Pendiente de la tangente de entrada.

Tan β = Pendiente de la tangente de salida.

Tan γ =D

Figura 116: Curva vertical.

Fuente: James Cardenas. DISEÑO GEOMETRICO DE CARRETERAS

(Segunda ed.). ECOE. Modificado Marzo de 2019.

Para el diseño de curvas verticales se manejaron dos graficas la figura 117 para curvas

verticales cóncavas y la figura 118 para curvas verticales convexas, como se menciona

anteriormente las velocidades a las que se diseña vertical y horizontalmente deben ser en lo

Page 208: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

207

posible iguales, para mantener una comodidad y seguridad en el flujo vehicular, por lo que

se adoptó una velocidad de diseño de 60km/h para el cálculo de las respectivas longitudes

verticales.

Figura 117: Longitud y parámetros mínimos de curvas verticales cóncavas.

Fuente: Paulo Emilio. DISEÑO DE CARRETERAS TECNICA Y ANALISIS

DEL PROYECTO (Sexta ed.). Carvajal 1993. Modificado Marzo de 2019.

L=longitud de curva vertical (m).

Vd= Velocidad de diseño (Km/h)

K= Coeficiente que determina

Page 209: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

208

Figura 118: Longitud y parámetros mínimos de curvas verticales convexas.

Fuente: Paulo Emilio. DISEÑO DE CARRETERAS TECNICA Y ANALISIS

DEL PROYECTO (Sexta ed.). Carvajal 1993. Modificado Marzo de 2019.

Para determinar la cota correspondiente a cada punto de la curva vertical se debe

realizar una corrección de la pendiente y aplicarla a la cota, debido a que es una curva

simétrica, las correcciones son similares en ambos puntos (ver anexo 10).

El desarrollo de esta actividad se realizó de forma manual con las cartografías donde se

presentó el proyecto (Ver anexos 10).

Calculo de áreas y volúmenes de los movimientos de tierra

Para la realización de los cálculos de áreas y volúmenes de movimientos de tierra, se

tomaron en cuenta cortes cada 20m en rectas y 10 m en curvas debido al largo del proyecto

y sus respectivas características (ver anexo 11).

Page 210: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

209

Estructura del pavimento

De acuerdo a las condiciones de la vía Bogotá (Fontibón)- Facatativá y teniendo en cuenta un

trabajo de grado de la Universidad Santo Tomás titulado “PROPUESTA PARA EL DISEÑO DE

LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO DE LA VÍA PUENTE DE PIEDRA- COLÓN-

VARIANTE MADRID, CUNDINAMARCA”, en el cual se muestran alternativas de diseño para un

tramo cercano a la zona de estudio, el pavimento que se sugiere es flexible.

Angela María Sierra Garzón, autora del trabajo de grado, muestra una vía dividida en dos

tramos los cuales manejan diferentes características mecánicas del suelo y condiciones

climatológicas. Teniendo en cuenta el acercamiento a la variante de Madrid, el tramo 2 es en el cual

se basa para una estructura aproximada del pavimento. Es necesario aclarar que ese proyecto tiene

un afirmado existente y un tráfico T3, lo que puede modificar los materiales y el espesor de las

capas.

El método que se utilizó para el cálculo del pavimento fue el del INVIAS, se considera la

alternativa más apropiada y viable teniendo en cuanta el clima y la disponibilidad de materiales en

la zona. El CBR se tomó del documento guía el cual para la zona de la variante de Madrid es de

4.1%, este fue calculado por percentiles.

Lo que respecta a la fuente de materiales está definido así:

Existencia de la planta Asfaltos y Triturados de la Sabana que es la unión de varias

empresas donde ofrecen materiales de alta calidad.

Esta planta produce materiales como bases y subbases granulares, gravas de 1 ½” y 3/8”,

piedra filtro entre 1” y 3”; tiene una capacidad de 250 toneladas por hora, garantizando un

alto volumen de material procesado.

Page 211: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

210

Para la pavimentación se requiere la adquisición de mezclas asfálticas bien sea para ser

usadas como capa de rodadura (tipo MDC-19). Estos materiales y mezclas se obtendrán de

la Planta de ICEIN con más de 60 años de experiencia en la ejecución de proyectos de

infraestructura vial, cuyos materiales, producción y procesos tienen la respectiva

certificación ambiental y de calidad. (Garzón, 2017)

La categoría de tránsito para este proyecto es T1, se asume el menor ya que es una vía de uso

exclusivo y la frecuencia de los buses es baja.

Según el Manual de Volúmenes Bajos del INVIAS para pavimentos flexibles, capítulo 5

“Diseño de la estructura”, una de las alternativas estructurales que se emplea donde no existe o no

es posible utilizar el afirmado exístete es:

Alternativa 5: MDC-2 + BG + SBG

Donde:

MCD-2: Mezcla Densa Caliente Tipo 2. Artículo 450.

BG: Base granular. Artículo 330.

SBG: Subbase granular. Artículo 320.

El espesor de la mezcla densa caliente Tipo 2 (MDC-2) corresponde el mínimo compactado

permitido para esta categorización del tráfico (T1), 50mm. El de la base granular (BG) corresponde

al mínimo, 150mm. El espesor de la subbase corresponde al sugerido en el diseño de Angela Sierra,

450 mm, ya que al no tener afirmado existente se proporciona mayor material granular.

MCD-2

BG

SBG

Page 212: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

211

6. Conclusiones

1. La conexión entre aeropuertos es de gran importancia, ya que presentara un desarrollo

económico en las zonas aledañas de los aeropuertos.

2. El Estudio de transito presenta claramente un problema de movilidad tanto en la calle

13 como la 80, ya que actualmente ambas vías cuentan con tramos que actualmente

tienen niveles de servicio en C, en hora pico del aeropuerto, que se encuentra en horas

de la tarde.

3. Debido a las visitas que se realizaron para el aforo vehicular se observaron causas que

contribuían a la baja movilidad, una de las razones que más se observo es la presencia

de vehículos pesados con se transportaban con bajas velocidades, en ambos carriles,

por lo cual no se podrían adelantar los demás vehículos.

4. Ambas vías cuentan con industrias a lo largo de ambos tramos, por lo cual muchos de

sus empleados usaban el trasporte público para trasladarse a sus casas, debido a que

no se presentan lugares para recoger a los pasajeros, muchos de los buses que

frenaban a lo largo de la vía para recoger pasajeros contribuían a la disminución del

movimiento vehicular.

5. La falta de puentes en la vía obligaba a las personas a pasar tramos en tardes horas de

la noche donde la falta de luz les genera un gran riesgo a las personas que trabajan en

dichas industrias.

6. El ingreso o salida de vehículos pesados de zonas privadas contribuía a la

disminución del movimiento vehicular.

Page 213: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

212

7. Debido a los resultados y al análisis, se presenta las especificaciones que deben tener

en cuenta para la implementación de la vía de uso exclusivo:

o Calzadas de 7,3m de ancho, carril por sentido.

o Berma de 1,8m.

o Cuneta en la mayoría del recorrido, debido a que gran parte del diseño se encuentra

con taludes de corte.

o Velocidad de diseño de 80 Km/h.

o El diseño debido al uso que se le dará se realizó mediante un proceso de curva

circular simple, excepto la última curva debido ala entre tangencia y el radio que

presenta.

o Las entre tangencias cumplen, el trazado del diseño se realizó de la forma más

paralela posible al ya existen tente en la calle 13, eliminando algunas curvas que

desde un punto de vista de costos no se presentaban factibles.

8. Con la implementación de la vía de uso exclusivo se reducen tiempos de transporte

entre aeropuertos, evitando los inconvenientes de tráfico que se presentan en la calle

13, cumpliendo con el requerimiento de tiempo máximo de viaje entre aeropuertos.

9. Se determino que las intersecciones son un punto importante ya que, en la

elaboración de un proyecto de vía exclusiva, dichas intersecciones representan el

empalme con las vías existentes, por lo que son puntos a tener en cuenta en el diseño

vertical y horizontal que representan la implementación de obras como puentes o

túneles en algunos casos del trazado.

10. La mayoría de las intersecciones de la vía son mediante semáforos, espeto dos casos

cuya mejor alternativa es la realización de túneles debido al gran flujo vehicular que

tienen y de esa manera no aumentar el problema de movilidad en la zona.

Page 214: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

213

11. Una vía paralela a la calle 13 es la mejor alternativa para el proyecto de unión de los

aeropuertos en sus últimas etapas de construcción, ya que se tiene en cuenta el

volumen de pasajeros que tiene proyectado la Aerocivil, por lo que se tiene que para

el 2021 los tiempos de trasporte de pasajeros entre aeropuertos no satisface las

necesidades de ambos aeropuertos si se trasportaran por la calle 13 o la 80, por lo que

el trazado de la vías exclusivas es una solución al problema de tiempos de transporte.

12. Resumen dimensión de propuesta de diseño para la vía.

Tabla 72

Características de la alternativa.

Característica Vía de uso exclusivo

Longitud (km) 20.696

Ancho de carril (m) 3,65

Ancho de Berma (m) 1,8

Cuneta (m) 1

Radio mínimo (m) 229

Velocidad de diseño (Km/h) 80

Fuente: Propia.

13. Se presenta un gran espacio entre la calle 13 y el diseño de la vía, para futuras

ampliaciones de la 13 y que no se presente inconveniente.

14. Se presenta mediante el IDU un proyecto de diseño y construcción de una vía Carrera

6 y Carrera 7 desde Avenida de los Comuneros hasta Avenida de la Hortúa (AC 1)

que culmino en el 2016, teniendo en cuenta que no era parte del proyecto se tomó el

costo del kilómetro de vía de dicho proyecto para de esa manera dar un valor

aproximado al diseño y construcción de la vía.

Page 215: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

214

Tabla 73

Valor de diseño y construcción.

Ítem Valor

Valor Obras Civiles $ 22.574.215.630,00

Costo actividades ambientales $ 230.803.474,00

Costo actividades sociales $ 79.252.639,00

Costo manejo de trafico $ 112.467.098.00

Valor Total $ 22.996.738.840,00

Fuente: IDU, idu-lp-sgi-006-2017 - ajustes y/o actualización y/o complementación a los

estudios y diseños o estudios y diseños y construcción de la carrera 7 entre av. Hortua (ac

1) y av. Los comuneros (ac 6), que hace parte de proyecto par vial – cra 6 y cra 7 desde av

de los comuneros ha, Colombia. Recuperado en marzo del 2019.

Recomendaciones.

Se requiere seguir los planos para el diseño de la vía y no tener problemas con las

intersecciones de la vía.

Se debe presentar con mucho cuidado las obras de drenaje en la vía, debido a que gran parte

de la vía cuenta con talud en ambos lados, y en las zonas donde se plantea la construcción

de túneles.

Una de las razones por las que se presenta el diseño por la 13, es para prevenir daños

ambientales en los diferentes cuerpos de agua que se presentan si se hubiese hecho como

continuidad a la 63, por lo que la obra debe tener cuidado con los residuos que presente por

excavaciones.

Deben realizarse mantenimientos a la vía frecuentemente, debido a que es carril por sentido

el daño en alguna parte del tramo puede presentar problemas de movilidad, deben

realizarme mantenimientos en las obras de drenaje.

Se recomienda la implementación de estudios en horas picos de la calle 13 y 80, para

presentar un futuro mejoramiento en la vía que mejoraría la economía de la región.

Page 216: Diagnóstico y diseño geométrico de conectividad entre el

215

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