ADAPTACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE LOS MÓDULOS PRM Y DCM DEL SOFTWARE IHSDM A LA NORMATIVA COLOMBIANA
WILLIAM ORLANDO PABÓN CACHOPE EDINSON ANTONIO TORRES SEGURA
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE TRANSPORTE Y VÍAS TUNJA 2012
ADAPTACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE LOS MÓDULOS PRM Y DCM DEL SOFTWARE IHSDM A LA NORMATIVA COLOMBIANA
WILLIAM ORLANDO PABÓN CACHOPE EDINSON ANTONIO TORRES SEGURA
Trabajo de tesis para optar al título de INGENIERO EN TRANSPORTE Y VÍAS
Director de Investigación Ingeniero Msc. Gonzalo Pérez Buitrago
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE TRANSPORTE Y VÍAS TUNJA 2012
Nota de aceptación: ______________________ ______________________ ______________________
______________________ Presidente del jurado
______________________ Jurado
______________________ Jurado
Tunja, 5 de Marzo de 2012 3
La autoridad científica de la facultad de ingeniería reside en ella misma, por tanto no responde por las opiniones expresadas en éste proyecto de investigación.
Se autoriza su uso y reproducción indicando su origen.
4
Mi tesis la dedico con todo mi amor y cariño. A Dios, la Virgen María y el divino niño que me dieron fortaleza y permanecieron en mí para enseñarme a ser más fuerte y vencer todas mis dificultades, me cuidaron en cada paso que di en mi vida y me regalaron una familia maravillosa que me permitió vivir con felicidad. A ti querida madre, por darme un amor cálido, puro y constante, porque me diste una sonrisa cada vez que lo necesité y nunca dejaste de confiar en mí, por fundar en mí bases de nobleza y fortaleza que han sembrado en mí personalidad algo invaluable. A mi padre, por ser un apoyo diario, por la alegría que desbordaba a su alrededor y nos brindaba momentos agradables. Porque siempre estuviste orgulloso de mis triunfos y fuiste un sabio y silencioso apoyo en momentos de dificultad; a mis queridos hermanos Daniel y Sergio, por su alegría y cariño expresados de una manera muy original; también a mis tíos y tías que me apoyaron durante toda la carrera, que se preocuparon por mi educación y porque en ellos también encontré un hogar, y por supuesto a mis abuelos Araminta y Primitivo, que siempre estuvieron a mi lado, porque su amor fue algo bello y su preocupación por mí, siempre me impulso a ser mejor persona, por enseñarme que cualquiera sea nuestro oficio en este mundo debemos buscar ser ejemplares, actuar con prudencia, sinceridad y lealtad. A los verdaderos amigos que encontré en la vida, con los que compartí mi juventud y experiencias, y aprendí a formarme dentro de un núcleo de amistad, al combo, Cheo, Siervo y Wilmer, a Rubén, Cesar, Audy, Yonny, Yahir, Julián Morales, Pantera, Diana Cárdenas y al resto, también a mis primos y las salidas al parque a jugar fútbol, el equipo de los matatos y la barra, en fin, a todos mil gracias.
Edinson Torres
5
Este trabajo está dedicado con gran amor a: Primeramente a Dios, la Virgen del milagro y Santa Martha, fuentes de fortaleza en momentos adversos, y me guiaron en cada una de las etapas de mi vida para siempre hacer lo mejor. A mi querida madre Luz Marina que siempre me ha a poyado incondicionalmente, y siempre me brindo todo su amor y comprensión en cada paso que di, y siempre tuvo una voz de aliento en cada dificultad que se me presento. A mi Padre que me enseño el valor del trabajo y me apoyo en cada uno de mis logros o derrotas y tuvo la palabra precisa para cada situación. A mis hermanos, Adriana, Andrés, Alirio y Paola quienes me han brindaron su amistad y su cariño y siempre me han sabido llevar y querer de la mejor manera me ofrecieron su grata compañía. Ángela que estuvo en la mayoría de mis triunfos y derrota, brindándome su cariño de una forma incondicional. A mis amigos, Siervo, Edinson, Wilmer, Yiyo, Audy, Ruben, Cesar, Yahir, Yonny, Pantera, Julián Morales, Alexander, Aguas, José y demas que me apoyaron en cada semestre y en cada labor y me brindaron su amistad incondicional.
WILLIAM ORLANDO PABÓN CACHOPE
6
AGRADECIMIENTOS Los autores del proyecto expresan sus sinceros agradecimientos a las siguientes personas que de una u otra forma intervinieron en él. A nuestro director, el Ingeniero GONZALO PÉREZ BUITRAGO, por su interés, tiempo para asesoría, revisión y dirección en el desarrollo del presente proyecto, además por su oportuna y acertada orientación. A los Ingenieros, JUAN CARLOS POVEDA, CARLOS HERNANDO HIGUERA, FLOR ÁNGELA CERQUERA, JORGE NEVARDO PRIETO, JOSÉ RODRIGO ALARCÓN, HÉCTOR RAFAEL CARRERO, FREDY ALBERTO GUIO, EDGAR ARNALDO CALDERÓN, DIEGO FERNANDO PÁEZ, LUIS ALFREDO VEGA, LUIS CARLOS LEGUIZAMÓN, LUIS GABRIEL MÁRQUEZ, NANCY MARIELA CASADIEGO, SONIA ESPERANZA DIAZ; por sus grandes aportes a la escuela de transporte y vías y a nosotros, como estudiantes, por la formación integral durante el transcurso de la carrera. A los docentes de la facultad de Ingeniería, porque directa o indirectamente todos ellos aportaron para cumplir con este objetivo, a nuestra incondicional colaboradora, GLADYSITA, secretaria de la escuela de transporte y vías. También queremos agradecerles a todos nuestros amigos y compañeros con los que compartimos esta etapa de la vida.
7
RESUMEN Este proyecto está enfocado en la implementación del software IHSDM (Interactive Highway Safety Design Model) en su versión 7.0, cuyo objeto de estudio son los módulos PRM (Policy Review Model) y DCM (Design Consistence Model). Se tomó como zona de estudio y aplicación la vía que conduce del municipio de Paipa al Pantano de Vargas, ubicada en el departamento de Boyacá. El objeto de este estudio es aportar al desarrollo de nuevas tecnologías, que adaptadas a las normativas Colombianas vigentes permitan realizar auditorías viales a nivel de diseño y operación, encaminadas al mejoramiento de la calidad y comodidad de la infraestructura presente en las vías colombianas. En primera instancia, el proyecto pretende dar un enfoque general de los componentes principales del software como variables, módulos, datos de entrada fundamentales en el manejo y aplicación del software y los algoritmos matemáticos y estadísticos con los cuales opera; con esta información se procede a elaborar una guía práctica sobre la instalación y manejo de la interfaz del software. Los siguientes capítulos del proyecto se enfocan en realizar una aplicación particular al tramo de estudio, dando como resultado la adaptación del módulo PRM a la normativa colombiana INVIAS 2008 y sirve como base para que los cinco módulos restantes sean implementados en este proyecto y en posteriores investigaciones. La aplicación del módulo PRM, identifica los puntos críticos donde las características geométricas de la vía no cumplen con la norma establecida previamente. De igual forma la aplicación del módulo DCM, permite dar un concepto de la homogeneidad de las características geométricas de la vía en estudio, en relación con la percepción del conductor al circular por ella. Ésto se consigue comparando el perfil de velocidades de operación con las velocidades de diseño y las características geométricas de los tramos consecutivos sobre la carretera. Finalmente, se definen las diferencias entre la normativa AASHTO 2004 con la normativa Colombiana INVIAS 2008, estableciendo la condición operativa del tramo de estudio y dando un concepto personal de la viabilidad de aplicar los módulos PRM y DCM del software IHSDM en auditorías viales.
8
ABSTRACT This research is focused on the IHSDM software implementation, release 7.0, in which the modules PRM (Policy Review Model) and DCM (Design Consistence Model) will be under inquiry. The place where the research is going to be carried out is the road from Paipa town to “El Pantano de Vargas”, located in Boyacá. The objective of our project is to contribute to the new technologies development that, in agreement to the Colombian current standards, will allow doing road audits in order to improve the infrastructure quality and comfort in Colombian roads. First, the project presents a general overview of the main software components, such as: variables, modules, and basic entry data in the management and application of the software, and mathematical and statistical algorithms in which it operates. Later, a practical guide about the software interface installation and operation is done. The following chapters are focused on making a particular application in the study reach resulting in the PRM module adaptation to the Colombian standards INVIAS 2008; this first stage is the base to implement the other 5 modules in this project and future research. Applying the PRM module will be useful in order to identify the critical points where the geometric characteristics of the road do not match with the established regulation. Likewise, the DCM module application contribute to provide a concept about the homogeneity of the geometric characteristics in the studied road, in contrast to the perception that a driver has when driving through it. This results of comparing the operating speeds profile with the design speeds and the geometrical characteristics of the consecutive stretches on the road. Finally, the differences between AASHTO 2004 and the Colombian standards INVIAS 2008 were defined, the operational condition of the study reach is established and a personal view about the viability of applying the modules PRM and DCM of the software IHSDM on road audits is given.
9
CONTENIDO pág. INTRODUCCIÓN
21
1.ASPECTOS BÁSICOS Y CARACTERÍSTICAS DEL SOFTWARE IHSDMPREDICTIVE METHOD 23 1.1 DESCRIPCIÓN GENERAL
23
1.2 MODELO TWOPAS
25
1.3 DESCRIPCIÓN POLICY REVIEW MODEL (PRM)
26
1.4 DESCRIPCIÓN DEL CRASH PREDICTION MODULE (CPM)
29
1.4.1 Algoritmo de predicción para los segmentos de Carreteras.
30
1.4.2 Algoritmo de predicción de accidentes para las intersecciones a nivel.
31
1.4.3 Predicción de la Frecuencia de Accidentes en todo el proyecto.
32
1.4.4 Estimación de la Gravedad de los accidentes y de la distribución por tipo de Accidente. 32 1.5 DESCRIPCIÓN DEL DESIGN CONSISTENCE MODULE (DCM)
32
1.5.1 Algoritmo de perfil de velocidades.
33
1.5.2 Consideraciones especiales.
35
1.5.3 Criterio INVIAS para establecer la consistencia de la velocidad en curvas consecutivas. 36 1.5.4 Evaluación de la consistencia de diseño mediante el módulo PRM
38
1.5.5 Salidas del módulo DCM.
39
1.6 DESCRIPCIÓN DEL TRAFFIC ANALYSIS MODULE (TAM)
39
1.6.1 Requerimientos del módulo TAM
40
10
1.6.1.1Datos acumulados de las secciones específicas definidas por el usuario 40 1.6.1.2Datos recogidos por el usuario en el abscisado a lo largo de la carretera 41 1.6.2 Resultados del módulo TAM.
41
1.7 DESCRIPCIÓN DRIVER/VEHICLE MODULE (DVM)
42
2. INSTALACIÓN E INTERFAZ DEL SOFTWARE IHSDM V 7.0
45
2.1 RECOMENDACIONES DE DESCARGA E INSTALACIÓN
45
2.2 ADMINISTRATION TOOL APPLICATION
¡Error! Marcador no definido.
3. ADAPTACIÓN DEL MÓDULO PRM DEL SOFTWARE IHSDM A LA NORMATIVA COLOMBIANA 55 3.1 METODOLOGÍA
55
3.2 VALORES ESCALARES
56
3.3 ANCHO DE CALZADA POR SENTIDO
57
3.4 ANCHO DE BERMA
58
3.5 TIPO DE BERMA
59
3.6.PENDIENTE DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL
59
3.7 PENDIENTE NORMAL DE LA BERMA
59
3.8 DISEÑO DE CUNETAS
60
3.9 ANCHO DE PUENTES
60
3.10 RADIOS DE CURVAS HORIZONTALES
61
3.11 PERALTE
62
3.12 LONGITUD DE CURVA HORIZONTAL
62
3.13 PENDIENTE LONGITUDINAL
63
11
3.14 CURVAS VERTICALES
64
3.15 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA
64
3.16 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE ADELANTAMIENTO
64
3.17 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE DECISIÓN
65
3.18 DIAGNÓSTICO DE REVISIÓN DE INTERSECCIONES
65
3.19 PREDICCIÓN DE ACCIDENTALIDAD
66
3.20 IMPLEMENTACIÓN DE LA NORMATIVA COLOMBIANA EN EL SOFTWARE IHSDM 66 4.IMPLEMENTACIÓN Y APLICACIÓN DEL MÓDULO POLICY REVIEW MODULE (PRM) Y DESIGN CONSISTENCY MODULE (DCM) 69 4.1 LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA
69
4.2 INFORMACIÓN GEOMÉTRICA Y DE TRÁNSITO DE LA VÍA
70
4.2.2 Información del Tránsito.
71
4.2.3 Información geométrica.
72
4.2.4 Road cross section “Sección transversal de la vía”
75
4.3 METODOLOGÍA PARA LA INTRODUCIR LA INFORMACIÓN DE LA VÍA DE ESTUDIO EN EL SOFTWARE IHSDM 78 4.3.1Ejecutar el programa IHSDM.exe desde el icono de inicio en el escritorio.
78
4.3.2 Creación de un nuevo proyecto.
78
4.3.3 Creación de una nueva carretera
78
4.3.4 Edición de los elementos de la carretera.
79
4.4 ANÁLISIS DE LAS SALIDAS DEL MÓDULO PRM “POLICY REVIEW EVALUATION REPORT” 84 4.4.1 Traveled way width “Ancho de calzada”..
12
84
4.4.2 Horizontal Curve Length “Longitud curvas horizontales”.
85
4.4.3Tangent grade “Pendiente longitudinal”.
85
4.4.4 Vertical curve “curva vertical”.
86
4.4.5 Stopping sight distance (SSD) “distancia de visibilidad de parada”.
87
4.4.6 Passing sight distance (PSD) “Distancia de visibilidad de adelantamiento” 88 4.5 ANÁLISIS DE LAS SALIDAS DEL MÓDULO DCM “DESIGN CONCISTENCY EVALUATION REPORT” 90 4.5.1 V85 speed profile coordinates “Percentil 85 de velocidades”.
90
4.5.2 Speed differential of adjacent design elements “Diferencia de velocidades en elementos adyacentes”. 91 4.5.3 Design consistency results “resultados de la evaluación de consistencia de diseño” 92 5.IMPLEMENTACIÓN DEL MÓDULO CRASH PREDICTION CPM
95
5.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL MODULO CPM
95
6.CONCLUSIONES
98
7.RECOMENDACIONES
101
BIBLIOGRAFÍA E INFOGRAFÍA
102
ANEXOS
104
13
LISTA DE FIGURAS pág. Figura 1. Perfil de velocidades obtenido de los pasos 1 a 4 del modelo del DCM 35 Figura 2. Perfil final estimado para percentil 85 de velocidades
35
Figura 3. Ejemplo de simulación con el módulo TAM
42
Figura 4. Página oficial del IHSDM
45
Figura 5. Registro personal para adquirir el software IHSDM.
46
Figura 6. Iniciar sesión en la página oficial del IHSDM
47
Figura 7. Descarga del software IHSDM
47
Figura 8. Configuración regional y de idioma
48
Figura 9. Interfaz de instalación del software IHSDM
48
Figura 10. Interfaz Administration Tool
50
Figura 11. Ejemplo ficha resumen Scalar Values “Valores escalares”
56
Figura 12. Instalación del software IHSDM
66
Figura 13. Localización de las políticas AASHTO del software IHSDM
67
Figura 14. Introducción de la normativa colombiana al IHSDM
67
Figura 15. Norma colombiana en la aplicación Administration Tools
68
Figura 16. Localización Vía Paipa – Pantano de Vargas.
70
Figura 17. Alineamiento horizontal vía Paipa – Pantano de Vargas
74
Figura 18. Alineamiento vertical vía Paipa – Pantano de Vargas
75
Figura 19. Creación de un nuevo proyecto en el software IHSDM
78
Figura 20. Creación de una nueva carretera en el software IHSDM
79
14
Figura 21. Introducción de la información del módulo PRM al software IHSDM.
80
Figura 22. Introducción de información del módulo DCM al software IHSDM
81
Figura 23. Procedimiento para realizar una evaluación con el software IHSDM
82
Figura 24. Distancia de visibilidad de parada
87
Figura 25. Reporte gráfico de la distancia de visibilidad de adelantamiento.
89
Figura 26. Resultado de la evaluación con el módulo DCM, sentido Pantano de Vargas - Paipa 93 Figura 27. Crash Distribution “distribución de la accidentalidad”
15
97
LISTA DE TABLAS pág. Tabla01. Descripción de las salidas del módulo PRM.
28
Tabla 02. Modelo de perfil de velocidades
34
Tabla 03. Velocidad específica de una curva horizontal (VCH) incluida en un tramo homogéneo con velocidad de diseño (VTR) 37 Tabla 04. Diferencia entre la Velocidad Específica de la última curva horizontal del tramo anterior y la primera curva horizontal del tramo analizado, en km/h 38 Tabla 05. Clasificación funcional de las carreteras
57
Tabla 06. Categorías de carretas según su tránsito promedio diario
58
Tabla 07. Clasificación del terreno según la pendiente longitudinal.
63
Tabla 08. Información general del tramo Paipa – Pantano de Vargas
71
Tabla 09. Tránsito promedio diario anual TPDA (vehículos / día)
72
Tabla 10. Información Horizontal vía Paipa – Pantano de Vargas
73
Tabla 11. Información Vertical vía Paipa – Pantano de Vargas
74
Tabla 12. Información secciones verticales vía Paipa – Pantano de Vargas.
76
Tabla 13. Peralte y bombeo de la vía.
77
Tabla 14. Ancho de calzada
84
Tabla 15. Longitud de curvas horizontales
85
Tabla 16. Pendiente longitudinal
86
Tabla 17. Curva vertical
86
Tabla 18. Distancia de visibilidad de parada
87
Tabla 19. Distancia de visibilidad de adelantamiento.
89
16
Tabla 20. Oportunidades de adelantar por tramos de cinco kilometros
90
Tabla 21. Percentil 85 de velocidades, sentido Pantano de Vargas - Paipa
90
Tabla 22. Diferencia de velocidades entre elementos consecutivos.
91
17
LISTA DE ANEXOS pág. ANEXO A. ADAPTACIÓN DEL MÓDULO PRM DEL SOFTWARE IHSDM A LA NORMATIVA COLOMBIANA 105 A1. Scalar values “Valores escalares”
105
A2. Travel way width by ADT “Ancho de la vía teniendo en cuenta TPD”
107
A3. Curve widening “Sobreancho en curvas”
108
A4. Curve widening sacale factor “Factores de escala para sobreancho en curvas” 109 A5. Shoulder width by ADT “Ancho de bermas según TPD”
110
A6. Shoulder type “Tipo de berma”
110
A7. Normal cross slope “Pendiente de la sección transversal”
111
A8. Normal shoulder slope table “Pendiente normal de la berma”
111
A9. Normal ditch design “Diseño de cunetas”
111
A10. Bridge width “Ancho de puente”
112
A11. Allowed Emax “Peralte máximo permitido”
113
A12. Minumum radius “Radios mínimos de curvatura”
114
A13. Horizontal table curve “Radios de curvatura”
115
A14. Horizontal curve length “Longitud de curvas horizontales”
121
A15. Maximum grade “Máxima pendiente longitudinal”
122
A16. Maximum grade deviation table “Pendiente máxima adicional”
122
A17. Vertical curve “Curvas verticales”
123
A18. Stopping sight distance table “Distancia de visibilidad de parada”
123
18
A19. Passing sight distance “Distancia de visibilidad de adelantamiento”
124
A20. Desicion sight distance table “Distancia de decisión”
124
A21. Left turn volume table “Volumenes para giro a la izquierda”
125
A22. Vehicle table “vehículo de diseño”
126
ANEXO B. REPORT”
SALIDAS MODULO PRM “POLICY REVIEW EVALUATION 129
B1. Traveled way width “ancho de calzada”
129
B2. Horizontal Curve Length “Longitud curvas horizontales”
130
B3. Tangent grade “Pendiente longitudinal”
131
B4. Vertical curve “curva vertical”
132
B5. Stopping sight distance “distancia de visibilidad de parada”
133
B6. Passing sight distance “Distancia de visibilidad de adelantamiento”
133
ANEXO C. SALIDAS MODULO DCM “DESIGN CONSISTENCE MODULE”
134
C1. “V85 Speed Profile Coordinates, Increasing Stations” Percentil 85 de velocidades sentido Pantano de Vargas – Paipa 134 C2. “V85 Speed Profile Coordinates, Increasing Stations” percentile 85 de velocidades sentido Paipa – Pantano de Vargas 135 C3. “Speed Differential of Adjacent Design Elements, Increasing Stations” Diferencia de velocidades en elementos adyacentes a las curvas, sentido Pantano de Vargas – Paipa 136 C4. Speed Differential of Adjacent Desing Elements, Increasing Stations” Diferencia de velocidades en elementos adyacentes a las curvas, sentido Paipa – Pantano de Vargas 136 ANEXO D. SALIDAS DEL MÓDULO CPM “CRASH PREDICTION MODULE”137
19
D1. “Evaluation Highway – Homogeneous Segments” División del tramo por segmentos homogeneous 137 D2. “Expected Crash Rates and Frequencies” Frecuencias y tasas de accidentes esperados 139 D3. “Expected Crash Type Distribution” Distribución esperados por tipología
140
D4. “Epected Crash Frequencies and Rates by Horizontal Desing Elementes” Tasas y frecuencias de accidentes esperados en elementos horizontal 141
20
INTRODUCCIÓN
El objetivo de esta investigación es dotar a los usuarios de una herramienta que les permita desarrollar actividades referentes a la mejora de la seguridad vial como las auditorias viales. Esta actividad en Colombia no ha sido implementada de forma generalizada y se evidencia en el gran número de tramos de concentración de accidentes en carreteras que tan solo en el año 20091, 5,796 personas fallecieron por un conjunto de causas como lo son el vehículo, la vía y el conductor, siendo este último el elemento que más provoca accidentes. No obstante, si se realiza una labor encaminada en la mejora de los otros elementos como el vehículo y la vía podemos disminuir los índices de mortalidad y accidentalidad de forma significativa. Para controlar elementos como el vehículos y la vía, países como Estados Unidos desarrollan herramientas computacionales encaminadas en la reducción de accidentes y la mejora de los aspectos técnicos y operativos de sus vías, una de estas herramientas es el IHSDM (Interactive Higway Safety Design Model) que se elaboró con el fin de realizar tareas en la mejora en la seguridad vial. Esta herramienta disminuye totalmente los costos de dichas tareas ya que es de distribución gratuita y el único aspecto que requiere por parte del usuario o entidades es tiempo y dedicación en su implementación. El software IHSDM fue desarrollado por la FHWA (Federal Higway Administration) y contiene seis módulos denominados así, Policy Review Module (PRM), Crash Prediction Module (CPM), Design Consistency Module (DCM), Traffic Analysis Module (TAM), Driver/Vehicle Module (DVM.). Este trabajo se orienta en la calibración, implementación y aplicación de los módulos Policy Review Model (PRM) y Design Consistence model (DCM)2. El software IHSDM, al ser una herramienta desarrollada en Estados Unidos evalúa y trabaja por defecto con las normativas AASHTO (1998 – 2004) en sus diferentes unidades “sistema métrico y sistema inglés”, por tal razón es necesario calibrar y/o adaptar las políticas de diseño del software a la normativa del país. Calibrado el software con la política colombiana, proporcionará una serie de herramientas para el análisis operacional y de consistencia en carreteras rurales de dos carriles, que son aplicables a trazados de carreteras nuevas o en operación.
1
Instituto Nacional de Medicina legal y ciencias forenses en conjunto con el Fondo de prevención vial. Libro “forensis 2009” edición 11, 2010. 2 http://www.fhwa.dot.gov/research/projects/safety/comprehensive/ihsdm/index.cfm
21
Esta herramienta permite determinar el impacto que tendrán determinados elementos del diseño geométrico en la seguridad de una carretera. El objetivo de IHSDM es la mejora de la seguridad vial y el aumento de la fluidez del tránsito a través de los avances tecnológicos en el diseño y construcción de carreteras. El proyecto está orientado a plantear una guía para el conocimiento, instalación y utilización del software, proporcionando los archivos base de la calibración de la política INVIAS 2008, los cuales serán transferibles a cualquier entidad o usuario que desee utilizarlo en proyectos futuros. Esta labor fue desarrollada en la interfaz Administration Tools y consiste en incorporar la normativa colombiana INVIAS 2008 en el software, teniendo en cuenta principalmente los criterios del libro verde de la AASHTO3 y contrastándolos con las políticas del país. Una vez calibrada la normativa INVIAS 2008 e introducida al software se realizo una aplicación del software sobre la vía que de Paipa conduce al Pantano de Vargas en una extensión total de 4 Km a través del módulo PRM, cuyo aporte será identificar los puntos críticos donde las características de la carretera no cumplen con la norma establecida, y el módulo DCM permitirá conocer la consistencia de diseño, definida como la relación de la homogeneidad de las características geométricas a lo largo de la vía y las que espera encontrar el conductor de un vehículo que circula por ella; de esta forma se busca armonizar el diseño con las expectativas de los usuarios. El proyecto será incorporado como parte del trabajo de grado “ANÁLISIS DEL MÓDULO CPM EN LA PREDICCIÓN DE ACCIDENTES DEL PROGRAMA IHSDM Y SU APLICACIÓN EN CARRETERAS COLOMBIANAS”que se desarrolla en la UPTC en la maestría en Ingeniería con énfasis en Transporte, en Tránsito y en Infraestructura vial y forma parte de la línea de investigación en seguridad vial del grupo GIDOT (Grupo de investigación y desarrollo en operación del tránsito).
3
American Association of State Highway and Transportation Officials. AASHTO. A policy en geometric design of highways and streets, fifth edition. Washington, D.C, 2004
22
1.
1.1
ASPECTOS BÁSICOS Y CARACTERÍSTICAS DEL SOFTWARE IHSDMMÉTODO PREDICTIVO DESCRIPCIÓN GENERAL
El IHSDM (Interactive Highway Safety Design Model) fue desarrollado en 1993 por la Federal Highway Administration – FHWA (Administración vial de carreteras de los EE.UU) como una herramienta para el análisis operacional y de consistencia en carreteras rurales de dos carriles en doble sentido, aplicable a trazados en proyecto o carreteras en servicio.4 El programa en su versión actual se divide en cinco módulos de evaluación; cada módulo del IHSDM evalúa el diseño geométrico existente o propuesto desde una perspectiva diferente y proporciona estimaciones que describen aspectos de seguridad y desempeño operativo. Cada uno de estos módulos analiza el diseño geométrico desde una perspectiva diferente, así5: · Policy Review Module (PRM):el módulo de revisión de la norma: se enfoca en la búsqueda de elementos críticos del diseño, realizando una comparación con la normativa vigente y los elementos geométricos de la vía en estudio; se debe tener en cuenta que es posible realizar este análisis para la normativa de cualquier país, siempre y cuando se adapten los parámetros de la normativa particular de la región con respecto a los parámetros y variables estipulados en el software correspondiente y enfocados a la normativa AASHTO. · Crash Prediction Module (CPM): módulo de predicción de accidentes: realiza una predicción de la probabilidad de ocurrencia de los accidentes así como también de la severidad de los mismos en los puntos críticos. El software define algunas acciones correctivas para la deficiencia que se presenta en los puntos críticos. · Design Consistency Module (DCM): módulo de consistencia de diseño: este módulo calcula velocidades de operación esperadas y medidas de consistencia operación – velocidad. El módulo evalúa la regularidad de la velocidad a lo largo de la carretera, teniendo en cuenta elementos consecutivos de curva-tangentecurva, modelos de perfil de velocidades, velocidad a flujo libre y pendientes longitudinales de la carretera en estudio. 4
Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM), Administration (FHWA), Febrero, 2011 5
User’s
Manual, Federal Highway
Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM), Engineer's Manual, Federal Highway Administration Office of Safety Research and Development, junio 4 de 2010
23
· Traffic Analysis Module (TAM): Módulo de análisis de tránsito: Estima los efectos operacionales de los diseños viales bajo las demandas actuales y proyectadas. · Intersection Review Module (IRM): Módulo de revisión de intersecciones: guía a los usuarios a través de una evaluación sistemática de los elementos de diseño de una intersección en relación con su seguridad probable y rendimiento operacional. · Driver/Vehicle Module (DVM): Módulo Conductor/vehículo: Estima la velocidad del conductor y la elección de la trayectoria a lo largo de la carretera, teniendo en cuenta aceleración lateral, requerimientos de fricción y momento de vuelco. El PRM realiza un chequeo del cumplimiento de las políticas o especificaciones en cuanto al diseño geométrico del tramo. Este módulo tiene incorporadas las normas especificadas por la AASHTO en los años 1990, 1994, 2001 y 2004; es importante aclarar que el software permite la entrada de normativas para diferentes Entidades. En el módulo PRM se organizan datos como: sección transversal, alineamiento horizontal, alineamiento vertical y distancias de visibilidad6. En el módulo de revisión de la normativa PRM también se pueden comprobar parámetros como distancia de visibilidad de parada, distancia de visibilidad de adelantamiento y la distancia de visibilidad de decisión. También es posible realizar en este modulo comprobaciones adicionales que como anchos de berma o zona libre, pendiente longitudinal y transversal del tramo, diseño de cunetas y la transición del peraltado, también es posible realizar en este módulo. Este módulo se puede aplicar en varias etapas del proceso de diseño de la carretera. Durante la planificación de proyectos nuevos y programación de mejoras en carreteras existentes, puede proporcionar una evaluación inicial de cómo el diseño geométrico existente se compara con las directrices de diseño actual. Para todos los proyectos se puede facilitar el control de garantía de calidad a través del diseño detallado y la revisión del diseño7. Para el soporte técnico de los usuarios la página oficial del IHSDM (http://www.ihsdm.org/wiki), posee información general de proyectos realizados aplicando la herramienta IHSDM, donde se exponen: titulo del proyecto, entidad o empresa encargada, información básica del proyecto o carretera de estudio, 6
AEPO S.A. Análisis de la carretera AV–502 con el programa IHSDM Beta v 2.02 (Interactive Highway Safety Design Model) España. Octubre, 2002. 7
DAMIÁN HERNÁNDEZ Sergio, CHAVARRÍA VEGA Jesús, TÉLLEZ GUTIÉRREZ Rodolfo, Algunas consideraciones para implantar un programa de seguridad en carreteras, Sanfandila, IMT, 1998, consultada en http://www.imt.mx/archivos/Publicaciones/PublicacionTecnica/pt101.pdf
24
módulos utilizados en el análisis, propósito de la investigación y los módulos que intervinieron en el proyecto. Con lo anterior es posible visitar las páginas oficiales de las entidades a cargo de dichas investigaciones e indagar más a fondo acerca de la aplicación del software IHSDM en investigaciones en seguridad vial y los resultados obtenidos en el proceso de análisis. Al igual que los proyectos, también existen conferencias acerca del software, con diferentes aspectos del programa y su uso en proyectos de ingeniería, también se muestran presentaciones que permiten visualizar detalladamente el contenido de los temas tratados en las conferencias citadas. Los documentos más importantes que nos brindan soporte, características del software y sus componentes, los trae el programa una vez sea instalado en el PC del usuario, así el software en la carpeta de instalación contiene una serie de tutoriales y ejercicios propuestos de cada uno de sus módulos, manuales de usuarios, instalación, interpretación y manuales dirigidos a ingenieros que nos brindan los conceptos, aplicaciones, limitaciones, enfoques, entradas y salidas de cada modulo que hace parte de la herramienta IHSDM. 1.2
MODELO TWOPAS
TWOPAS es un modelo microscópico que simula las operaciones de tráfico en las carreteras de dos carriles mediante la revisión de la posición, velocidad y aceleración de cada vehículo en una carretera simulada en intervalos de un segundo y la posición de los vehículos a lo largo de la carretera de una manera realista. El modelo tiene en cuenta los efectos de la geometría de la carretera sobre las operaciones del tráfico, control de tráfico, las preferencias del conductor, el tamaño del vehículo, las características de rendimiento, los vehículos que se aproximan y la dirección misma a la que están a la vista en un momento dado. Los datos espaciales, datos de interacción entre vehículos y los datos generales de viaje se acumulan y procesan y varios resúmenes estadísticos se imprimen. El software IHSDM incorpora el TWOPAS, como un modelo de simulación para carreteras de dos carriles, que representa la operación vehicular teniendo en cuenta gran cantidad de variables y arroja datos que dan una buena aproximación de comportamiento vehicular de la carretera de estudio en ambos sentidos de circulación. A su vez tiene submodelos que analizan el comportamiento de los conductores y vehículos, para luego representar la forma en la que realizan maniobras como adelantamiento y detención en el caso del modulo DVM; predicción de perfiles de velocidad en el módulo DCM y simula los efectos operacionales del tramo en estudio en el módulo TAM.
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Las cualidades de exactitud del modelo se dan por la entrada de todos los datos relevantes en el tráfico de la carretera estudiada. Estos datos son: pendiente de la vía, zonas de adelantamiento y no adelantamiento, curvas horizontales, distancia de visibilidad de adelantamiento, características vehiculares, velocidades deseadas, porcentaje de flujo y composición de tráfico. 1.3
DESCRIPCIÓN MÓDULO DE REVISIÓN DE LA POLÍTICA (PRM)
El objetivo del módulo PRM es automatizar el proceso de revisión de los elementos de diseño geométrico contrastado con las políticas de diseño establecidas para cada país. El PRM incluye dos componentes básicos para realizar esta revisión: · Una versión electrónica de las variables de la política establecida; en donde se establecen tablas que recomiendan limites críticos para los valores relevantes de la norma AASHTO y donde se comparan los valores equivalentes que utiliza la normativa INVIAS 2008. · Un proceso de comparación de los valores geométricos de la carretera en estudio frente a todos los valores de la política de diseño. Los valores y el proceso automatizado del PRM están basados en los siguientes documentos de la AASHTO. · A policy on Geometric Design of Highways and Streets (Ediciones 1990 – 2004). ·
Road side Design Guide (Edición 1996).
·
Guide for development of bicycle facilities (Edición 1999).
El objetivo del PRM es ser fiel a los documentos de la política que aplique para cada país, en este caso la normativa establecida por el INVIAS en su versión 2008, y realizar una buena comparación entre los valores de la carretera y los valores de la política. Para una buena implementación de este módulo se debe tener en cuenta que el programa está basado en la terminología definida por la AASHTO, razón por la cual es necesario correlacionar la normativa del país donde se implemente el programa con la normativa AASHTO. Los usuarios tiene la posibilidad de editar las tablas de la política AASHTO para que estas puedan ser utilizadas por una agencia o país en particular; esta labor se puede desarrollar en la aplicación ADMINISTRATION TOOL, que se encuentra localizado en la carpeta donde queda instalado el programa por defecto: 26
C:\Program Files\IHSDM2011 o en la carpeta elegida por el usuario para instalar el programa. No obstante la habilidad de editar las tablas presenta dos limitaciones: ·
No es posible crear tablas adicionales a las existentes
· No es posible adicionar columnas a las tablas, ni modificar los parámetros establecidos en cada columna. Para utilizar este módulo se debe aplicar la siguiente metodología: ·
Elección del tipo de proyecto (nueva construcción o reconstrucción)
· Elección de la política de diseño y con esto se podrá elegir el vehículo de diseño (vehículos livianos o vehículos pesados), que deben ser representativos del parque automotor del país o de la carretera en estudio · Elegir los elementos que se desean verificar. El usuario puede elegir todas las categorías o determinadas categorías como las siguientes: sección transversal, alineación horizontal, alineación vertical o distancias de visibilidad, en concordancia con los datos geométricos que se posean de la carretera en estudio y del criterio para seleccionar los que se consideren más importantes en la evaluación que se esté desarrollando. · El PRM inicia por determinar si todos los datos de diseño y de control necesarios se encuentran introducidos para completar la revisión de las categorías escogidas anteriormente, cuando todos los datos necesarios se encuentren introducidos el PRM compara los valores de la carretera con los valores pertinentes de la política. No obstante el módulo no solo compara los datos de la carretera con respecto a la política, sino que también realiza otra clase de consideraciones en algunos de los chequeos, como los siguientes: · Chequeo de zona libre “Clear zone check”: en vez de comparar los datos geométricos con la política, el modelo recomienda la necesidad de zonas laterales mínimas en un tramo de carretera o en toda la vía (según las especificaciones AASHTO se recomiendan anchos mínimos de zonas laterales de 3 m), que no se contemplen en el momento de la evaluación. La adopción de zonas laterales depende entre otras cosas de las condiciones geométricas del sector, donde los conductores puedan salir de la vía y necesiten un espacio y tiempo mínimo para poder volver a la carretera sin colisionar contra algún obstáculo.
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· Radio de la curva “Radius of curve”: el módulo no sólo compara los valores proporcionados de la carretera con los valores de la política (radios de curva y peralte), sino que también calcula una velocidad de diseño efectiva (V(eff)) así:
ܸሺ݂݂݁ሻ ൌ ඥͳʹ ܴ כሺ݁ ݂ሻሺ݉ܽ݉݁ݐݏ݅ݏ±ܿ݅ݎݐሻ
Donde: V(eff): velocidad de diseño efectiva R= radio de curvatura (m) e= peralte f= coeficiente de fricción
Este valor de V(eff) es la máxima velocidad dado en radio (R) y un peralte (e) de una curva, de tal manera que la resultante de la fricción lateral no supere el valor de fricción lateral máxima para la velocidad de operación especificada. Los resultados del PRM se presentan en un informe de análisis que se pueden ver en un navegador de HTML, el cual es ejecutado automáticamente al terminar la evaluación. Además de las tablas de resultados, el programa suministra dos salidas gráficas correspondientes a la distancia de visibilidad de parada y a la distancia de visibilidad de adelantamiento. Las salidas gráficas representan la variación de la distancia de visibilidad adelantamiento y de parada a lo largo de la carretera en estudio, contrastada con la mínima especificada en la política de diseño, es así como se puede ver más fácilmente las zonas donde estos parámetros se salen de la política y se logran contrastar con puntos de accidentalidad, para tomar medidas correctivas en estos tramos. Las tablas de resultados presentan además de la especificación del punto o abscisa analizada, un comentario y descripción de la situación que se presenta en dicho punto, dependiendo del chequeo que se esté realizando. De forma general estas son las posibles salidas que puede proporcionar el módulo: Tabla01. Descripción de las salidas del módulo PRM. Comentario El valor está dentro de los criterios de control El valor varía de los criterios de control El valor está cerca de los criterios
Descripción de la situación El criterio analizado es mayor o igual a la política de diseño El criterio analizado es menor al mínimo recomendado por la política de diseño El criterio analizado difiere en 0.1- 0.3% 28
de control No datos No política
del mínimo especificado en la política de diseño Los valores requeridos para este chequeo no se encuentran introducidos El criterio analizado se encuentra por fuera de los rangos de la política.
Fuente: Los autores No obstante para cada variable de chequeo, existen más comentarios y situaciones específicas para los criterios de evaluación. Algunas aplicaciones para este módulo son: · Análisis de las carreteras existentes para apoyar las investigaciones de diseño y desarrollo de alternativas en proyectos de reconstrucción. · El control de calidad preliminar para los estudios de ingeniería en donde se tengan en cuenta las variables asociadas con este módulo. ·
Documentación de alternativas para apoyar estudios ambientales.
1.4
DESCRIPCIÓN DEL MÓDULO DE PREDICCIÓN DE ACCIDENTES(CPM)8
El CPM estima la frecuencia y severidad de accidentes teniendo en cuenta las características del diseño geométrico así como las características del tránsito. El algoritmo de predicción de accidentes combina modelos base y factores de modificación de accidentes (AMFs). El modelo del CPM del IHSDM, funciona mediante un algoritmo de predicción de accidente, el cual se ha desarrollado para los segmentos de carretera y para tres tipos de intersecciones a nivel. El uso conjunto de los algoritmos permite predecir el número de accidentes totales para una sección de carretera o un proyecto de mejoramiento vial. El modelo base, al igual que todos los modelos de regresión, predice el valor de una variable dependiente en función de un conjunto de variables independientes. Los AMFs ajustan el modelo base, estimando las dimensiones del diseño geométrico y el control del tráfico futuro. Los algoritmos de predicción de accidentes para los segmentos de carreteras e intersecciones a nivel, están compuestos cada uno por dos elementos: modelos 8
Pérez. R Yasmín Andrea. Análisis del módulo CPM en la predicción de accidentes del programa IHSDM y su aplicación en carretas colombianas. UPTC, 2011
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base y los factores de modificación del accidente. Los componentes y la forma en que se combinan se describen a continuación para cada algoritmo. 1.4.1 Algoritmo de predicción para los segmentos de Carreteras. El modelo básico para los segmentos de carretera es el mejor modelo de regresión para predecir la frecuencia de accidentes totales de un segmento de carretera rural de dos carriles. El modelo base, al igual que todos los modelos de regresión, predice el valor de una variable dependiente en función de un conjunto de variables independientes. Para el modelo del segmento vial, la variable dependiente es la frecuencia total de accidentes esperados en el segmento de carretera durante un período de tiempo especificado. Las variables independientes que se usan para predecir la frecuencia de accidentes son los descriptores de los volúmenes de tráfico, características del diseño geométrico y características de control de tráfico del segmento de carretera. Los modelos de regresión, como el modelo base, son útiles para predecir la frecuencia de accidentes en general, pero sus coeficientes no necesariamente pueden ser confiables para representar el incremento de los efectos individuales del diseño geométrico y las características del tráfico. Por lo tanto, el modelo base se utiliza únicamente para estimar la frecuencia de accidentes esperados para un conjunto específico de condiciones, como ancho de carril de 3,6 metros y ancho de berma de 1.8 m. Esta estimación base de frecuencia de accidentes será ajustada con los factores de modificación (AMFs), que representan los efectos de seguridad individual del diseño geométrico y de los elementos de tránsito. La formulación general del algoritmo de predicción de frecuencia de accidentes para un segmento de carretera surge de la combinación de los modelos base y AMFs, y es el siguiente:
Donde: ܰ௦ ǣ
ܰ௦ ൌ ܰ ሺܨܯܣଵ ܨܯܣଶ ǥ ǥ ܨܯܣ ሻ
Predicción del número total de accidentes en el segmento de carretera al año, una vez se han aplicado los factores de modificación del accidente. Predicción del número total de accidentes en el ܰ segmento de carretera al año, para las condiciones nominales o base. ܨܯܣଵ ǡ ܨܯܣଶ ǥܨܯܣ Factores de modificación de accidentes para los segmentos de carretera. Los AMFs son factores multiplicativos utilizados para ajustar la frecuencia de accidentes base debido a los efectos individuales del diseño geométrico y las características del tráfico. Cada AMF está diseñado de tal forma que la condición 30
nominal o base es representado por un AMF de 1.00. Condiciones asociadas con mayor frecuencia de accidentes comparados con la condición nominal o base tendrá un valor para su AMFs mayor que 1.00 y las condiciones asociadas con menor frecuencia de accidentes que la condición nominal o base tendrá valores para sus AMFs menor de 1.00. Por ejemplo, si realizamos una predicción de frecuencia de accidentes mediante el modelo base ܰ , el cual presenta un ancho de carril de 3,6 m, y este modelo es aplicado a una carretera que presenta un ancho de carril de 3,3 m, el AMF para el ancho del carril puede tener un valor de 1,15. Este AMF implica que un segmento de carretera de dos carriles con 3,3 metros de ancho, provocaría que la ocurrencia de los accidentes sea de un 15 por ciento mayor que una sección de carretera comparable con ancho de carril de 3,6 m. El efecto del volumen de tránsito promedio diario (TPD) sobre la predicción de la frecuencia de accidentes se incorpora a través de los modelos base, mientras que los efectos del diseño geométrico y las características de control de tráfico se incorporan a través de la AMF. 1.4.2 Algoritmo de predicción de accidentes para las intersecciones a nivel. La estructura del algoritmo de predicción de accidentes en las intersecciones a nivel es similar al algoritmo para las secciones de carretera presentado anteriormente. La frecuencia prevista de los accidentes que ocurren en la intersección a nivel o que están relacionados con ella se determina así:
Donde: ܰ௧
ܰ௧ ൌ ܰ ሺܨܯܣଵ ܨܯܣଶ ǥ ǥ ܨܯܣ ሻ
Predicción del número total de accidentes relacionados con el cruce por año, una vez se han aplicado los factores de modificación del accidente. Número total de accidentes relacionados con el ܰ cruce por año, para las condiciones nominales o base. Factores de modificación de accidentes de las ܨܯܣଵ ǡ ܨܯܣଶ ǥ ܨܯܣ intersecciones. Los modelos base se han formulado independientes en las intersecciones de tres y cuatro ramas, con el control de parada de emergencia e intersecciones de cuatro ramas semaforizadas. Los AMF utilizados en el algoritmo de predicción de accidentes para estos tres tipos de intersección también difieren. El efecto del volumen de tráfico en la frecuencia de accidentes previsto para las intersecciones a nivel se incorpora a través de los modelos base, mientras que el efecto de las características geométricas y de control de tráfico se incorpora a 31
través de los AMF. Cada uno de los modelos básicos de intersecciones a nivel incorporan efectos por separado para el TPD en los ramales de mayor o menor importancia, respectivamente. 1.4.3 Predicción de la Frecuencia de Accidentes en todo el proyecto. El algoritmo de predicción de accidentes se aplica en IHSDM para estimar el nivel de seguridad de la totalidad de los proyectos propuestos o secciones de la carretera. El total previsto de frecuencia de accidentes de todo el proyecto o una sección de la carretera ampliada se puede determinar cómo: ܰ௧ ൌ ܰ௦ ܰ௧
Dónde: ܰ௧
=
Predicción de la frecuencia de accidentes de todo el proyecto o una sección de carretera ampliada.
1.4.4 Estimación de la Gravedad de los accidentes y de la distribución por tipo de Accidente. Además de las predicciones de la frecuencia de accidentes con base en las ecuaciones de los algoritmos de predicción de accidentes, también se buscan estimaciones de la gravedad del accidente y las distribuciones de tipo de accidente para los segmentos de carreteras e intersecciones a nivel. El uso de distribuciones aplicables a un estado o una región geográfica es particularmente apropiado debido a que algunos porcentajes, como el porcentaje de accidentes relacionados con animales en los segmentos de carretera, claramente varían según la región geográfica en que se encuentre el proyecto. estructura del algoritmo de predicción de accidentes incluye los modelos básicos, los factores de modificación de accidentes, los factores de calibración y el procedimiento Empírico de Bayes (EB); que se puede aplicar a las predicciones de seguridad proporcionadas por el algoritmo, junto con los datos reales de la historia específica del sitio del accidente. 1.5
DESCRIPCIÓN DEL MÓDULO DE CONSISTENCIA DE DISEÑO (DCM)
La consistencia de diseño se refiere a la conformidad del diseño geométrico con las expectativas de los conductores. En términos generales se podría esperar que la frecuencia de accidentes disminuya a medida que aumenta la consistencia de diseño. Una de las expectativas de los conductores transitando sobre una vía es mantener la velocidad constante y uniforme a lo largo de la carretera; no obstante, no es común que esto se presente. Si bien ha sido objeto de investigación durante varias décadas, los procedimientos para la evaluación de la consistencia de diseño no 32
han sido bien acogidos. El módulo de consistencia de diseño representa un hito importante en los procedimientos para estimar dicho procedimiento. El módulo de consistencia de diseño evalúa la consistencia de operación a través de un modelo de perfil de velocidades que estima condiciones esperadas de percentil 85, velocidad a flujo libre y velocidad de vehículos de pasajeros a lo largo de la carretera. El modelo de perfil de velocidades combina estimativos del percentil 85 de velocidad en curvas (combinaciones de curvas horizontal, vertical y horizontal-vertical), las velocidades deseadas en tangentes largas, tasas de aceleración y desaceleración saliendo y entrando a curvas y un algoritmo para estimar velocidades en tangentes verticales. El módulo estima dos medidas: · La diferencia esperada entre el percentil 85 de velocidades a lo largo de la carretera y la velocidad de diseño de la carretera. · La reducción esperada en el percentil 85 de velocidades cuando una tangente es precedida por una curva horizontal. Con respecto a la segunda medida, lugares donde la reducción de velocidad es grande, puede justificar evaluaciones adicionales, por ejemplo, si la rectificación del alineamiento sería rentable. Por otra parte, cuando las reducciones grandes en la velocidad no puedan ser corregidas o tratadas se debe por lo menos advertir a los conductores y considerar posibles mejoras a través de sección transversal y diseño geométrico. Aunque el módulo ha sido considerado una medida cuantitativa para estimar la consistencia de diseño, se deben tener las siguientes precauciones: · Aunque el modelo ha sido calibrado con datos de más de 200 sitios de los Estados Unidos y diferentes situaciones a lo largo de su territorio; no se debe considerar que el modelo pueda reflejar todas las variaciones de una carretera dependiendo de la región y de las características específicas de una autopista. · La salida es un código de colores que ayudan a los usuarios del módulo a distinguir entre un valor más alto de otro más bajo, por esto el sólo código de colores no se destina para categorizar la carretera como aceptable o inaceptable. · El algoritmo de consistencia de diseño no considera la presencia de intersecciones, al igual que el tipo de conductor que se escoja para la evaluación. 1.5.1 Algoritmo de perfil de velocidades. El primer paso en el proceso de evaluar la consistencia de diseño es la estimación del percentil 85 de velocidades
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analizando las secciones de la carretera para un vehículo de diseño como se muestra en la tabla 02. Modelo de perfil de velocidades. Tabla 02. Modelo de perfil de velocidades Paso 1
seleccionar velocidad deseada Paso 2
predecir la velocidad para cada curva Paso 3 Ajustar velocidad con las tasas de aceleración y desaceleración
Paso 4 Predecir velocidades límites usando las ecuaciones del TWOPAS
Paso 5 seleccionar la menor velocidad para cada elemento
Fuente: Design consistence module, engineers manual, página 6 ·
Paso 1: Seleccionar la velocidad deseada en tangentes
· Paso 2: Predecir la velocidad para cada curva horizontal utilizando ecuaciones empíricas para predecir velocidades, basadas en datos recolectados de curvas a lo largo de U.S. La velocidad de la curva es función del radio de curvatura y es afectada por el alineamiento vertical. · Paso 3: La distancia disponible para acelerar o desacelerar entre curvas, es decir la longitud de la entretangencia, se compara con la longitud necesaria para acelerar desde una velocidad estimada en la curva n hasta la velocidad deseada, más la longitud necesaria para desacelerar desde la velocidad deseada hasta la velocidad estimada de la curva (n+1) La longitud de entretangencia disponible versus la requerida para aceleración/desaceleración, en relación con la velocidad estimada en la curva n versus la velocidad estimada en la curva (n+1), determina la condición de aceleración/desaceleración para una determinada sección de curva-tangentecurva. Las tasas de aceleración/desaceleración están basadas en los radios de curva. Para una combinación curva-tangente-curva, la aceleración es función del radio de la primera curva (curva n), mientras que la desaceleración es función del radio de
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la segunda curva (curva n+1), si la tangente no es lo suficientemente larga el vehículo no podría alcanzar la velocidad deseada. · Paso 4: La predicción del segundo perfil de velocidad usando las ecuaciones del TWOPAS está basado en el alineamiento vertical y el vehículo elegido en el análisis de consistencia de diseño. · Paso 5: Se comparan los perfiles de velocidad de los pasos 3 y 4 y se selecciona la velocidad más baja de cada punto para crear el perfil final de velocidades, tal como se muestra en la figura1. Perfil de velocidades de los pasos 1 a 4 y la figura 2 correspondientes al perfil final estimado para percentil 85 de velocidades. Figura 1. Perfil de velocidades obtenido de los pasos 1 a 4 del modelo del DCM
Fuente: Design consistence module, engineers manual, página 8 Figura 2. Perfil final estimado para percentil 85 de velocidades
Fuente: Design consistence module, engineers manual, página 8 1.5.2 Consideraciones especiales. Por defecto, el software considera la velocidad de la abscisa de inicio como la velocidad deseada, a menos que no haya suficiente distancia para desacelerar desde la velocidad deseada hasta la 35
velocidad predicha para la curva predecesora, en este caso se calcula la velocidad de la abscisa inicial como la máxima velocidad a la que puede ir el vehículo, para poder desacelerar al entrar a la curva tomando una tasa de desaceleración igual a 2.5 m/s². Igualmente el software toma la velocidad deseada para la abscisa final, pero si no existe suficiente distancia para acelerar desde la curva anterior a la abscisa final, el software calcula la velocidad como la máxima a la que puede acelerar el vehículo dada la longitud de la tangente final. 1.5.3 Criterio INVIAS para establecer la consistencia de la velocidad en curvas consecutivas. La velocidad de diseño a lo largo del trazado debe ser tal que los conductores no sean sorprendidos por cambios bruscos y/o muy frecuentes en la velocidad a la que pueden realizar con seguridad el recorrido. Para tramos homogéneos la longitud mínima debe ser de 3 km para velocidades entre 20 y 50 km/h y de 4 km para velocidades entre 60 y 110 km/h, de igual forma la diferencia entre tramos adyacentes no debe superar los 20 km/h. en caso tal que las condiciones no permitan establecer un tramo con longitud mínima, la diferencia en la velocidad de diseño no puede ser mayor a 10 km/h entre tramos adyacentes. Para asignar la velocidad específica (VCH) de curvas horizontales es necesario tener en cuenta los siguientes parámetros. ·
Velocidad del tramo homogéneo (VTR)
·
Sentido de circulación del vehículo
·
Velocidad específica de la curva anterior
· Longitud del segmento recto anterior, medido entre los puntos medios de las espirales de las curvas al inicio y al final del segmento si éstas son espiralizadas ó entre el PT y el PC de las curvas si son circulares ·
Deflexión de la curva analizada
Con base en los anteriores parámetros se deben atender los siguientes criterios para la asignación de velocidad específica: · La Velocidad Específica de una curva horizontal (VCH) no puede ser menor que la velocidad de diseño del tramo (VCH ≥ VTR) ni superior a ésta en veinte kilómetros por hora (VCH ≤ VTR + 20) · La Velocidad Específica de una curva horizontal debe ser asignada teniendo en cuenta la velocidad específica de la curva horizontal anterior, la
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longitud del segmento recto anterior y la deflexión de la siguiente curva, tal como se muestra en la tabla 03. Tabla 03. Velocidad específica de una curva horizontal (VCH) incluida en un tramo homogéneo con velocidad de diseño (VTR)
Fuente: Manual de diseño geométrico de carreteras INVIAS 2008, Pag 43 · La diferencia entre las velocidades específicas de la última curva horizontal de un tramo y la primera del siguiente se indican en la tabla 04. Tales diferencias están en función de la velocidad de diseño de los tramos contiguos y de la longitud del segmento recto entre dichas curvas.
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Tabla 04. Diferencia entre la Velocidad Específica de la última curva horizontal del tramo anterior y la primera curva horizontal del tramo analizado, en km/h
N.A: No aplica. la longitud del segmento recto anterior es mayor de cuatrocientos metros (400 m) es necesario revisar las Velocidades asignadas a los Tramos homogéneo (VTR). (4) Si la longitud del segmento recto anterior es mayor de seiscientos metros (600 m) es necesario revisar las Velocidades asignadas a los Tramos homogéneos (V TR). (2)
(3) Si
Fuente: Manual de diseño geométrico de carreteras INVIAS 2008, Pag 44 1.5.4 Evaluación de la consistencia de diseño mediante el módulo PRM. Para ayudar a los usuarios en la inspección visual de los resultados, los rangos de valores para esta medida se agrupan en un código de colores gráficos y se tabulan de la siguiente manera: 38
·
Condición 1 (verde): (V85 – Vdesign) ≤ 10 Km/h
·
Condición 2 (amarillo): 10 km/h < (V85 – Vdesign) ≤ 20 Km/h
·
Condición 3 (rojo): 20 km/h < (V85 – Vdesign)
La intención es ayudar a priorizar donde la atención adicional puede ser necesaria, en este sentido la prioridad debe estar en las secciones de color rojo y en menor medida a las de color amarillo, en estas secciones se debería en primer lugar prestar atención a las consideraciones realizadas (estimación del percentil 85, selección de la velocidad de diseño inapropiada, registros históricos de accidentalidad inusuales o elementos de diseño están cerca o por debajo de las políticas revisadas en el módulo PRM). 1.5.5 Salidas del módulo DCM. Las salidas del módulo se clasifican en dos partes, la salidas gráficas y las tabulares; las salidas gráficas permiten observar el perfil de velocidades estimadas de forma grafica y en contraste con las velocidades deseadas, igualmente permite identificar variables de la carretera como radios de curva, K de las curvas, peraltes y algo muy importante la abscisa inicial y final donde inicia y termina una condición de la vía; la salida tabular permite conocer, entre otras cosas, las coordenadas del perfil de velocidad, es decir, abscisas donde la tasa de desaceleración es menor a la tasa de desaceleración confortable (1.25 m/s²). La tasa de desaceleración de una sección se estima como: ଶ ܸାଵ െ ܸଶ ݀ൌ ʹͷǤͻʹሺܥܵܮ ሻ
Donde: d= tasa de desaceleración (m/s²) Vn= velocidad de la curva n (Km/h) Vn+1= velocidad de la curva n+1 (Km/h) LSCa= longitud de la tangente entre curvas 1.6
DESCRIPCIÓN DEL MÓDULO DE ANÁLISIS DEL TRÁFICO (TAM)
El módulo de análisis de tráfico (TAM) es usado para evaluar los efectos operacionales de los vehículos en el futuro, además, este módulo analiza las consecuencias que se tendrían al realizar algún tipo de mejora en los elementos de la carretera como son la sección transversal, adición de carriles o implementar carriles de ascenso.
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El núcleo del TAM es el TWOPAS, que es un modelo de simulación del tráfico en carreteras rurales de dos carriles, el modelo TWOPAS mantiene consistentes de forma realista factores como: las condiciones geométricas de la vía, el control del tráfico y el comportamiento del conductor y del vehículo. El modelo TWOPAS revisa algunas condiciones del vehículo en la vía como posición, velocidad y aceleración en un tramo de carretera, el modelo realiza una evaluación del comportamiento del vehículo en intervalos de un segundo. El modelo tiene en cuenta factores como son: las preferencias del conductor, el tamaño y rendimiento del vehículo y el sentido de desplazamiento. El modelo también puede simular las condiciones del paso del tráfico al implementar carriles de ascenso. 1.6.1 Requerimientos del módulo TAM. Antes de ingresar los datos requeridos por el módulo es necesario especificar un sistema de coordenadas unidireccionales, incluyendo estaciones en donde fue recolectada la información con su respectiva localización; para que de esta manera el software posea un sistema de referencia para simular el sentido en el cual el vehículo se desplaza. Los datos que deben ser incorporados al módulo TAM para que éste pueda realizar un análisis óptimo deben ser los siguientes: · Atributos de la carretera como: información genérica de las curvas verticales y horizontales, peraltes y distancia de visibilidad de parada. · Atributos del tráfico como: composición del tráfico, características de rendimiento del vehículo, tasas de flujo y velocidades deseadas del vehículo. ·
Controles de simulación como: duración de la simulación.
El módulo TAM recopila y registra dos tipos de datos operativos que puede interpretar y con éstos realiza la evaluación a través del TWOPAS. Estos tipos de datos son: 1.6.1.1 usuario:
Datos acumulados de las secciones específicas definidas por el
·
Tiempo promedio de viaje
·
Velocidad media
·
Número de adelantamientos realizados
·
Demoras totales
·
Tiempo de viaje en horas de los vehículos 40
1.6.1.2 carretera:
Datos recogidos por el usuario en el abscisado a lo largo de la
·
Velocidad media de los vehículos según su clasificación.
·
Tasa de flujo de los vehículos
·
Dimensiones de la sección transversal
Es necesario que el usuario especifique la localización de cada una de las abscisas donde realice la toma de la información así como la distancia entre las abscisas. 1.6.2 Resultados del módulo TAM. Los datos de salida del módulo TAM están compuestos por cuatro cuadros principales de resultados y dos gráficos, así: Cuadros: · Resultados del estado de simulación: Esta tabla incluye las especificaciones de la ejecución de la simulación incluyendo el tiempo de ejecución del análisis, además de la cantidad de números aleatorios que utilizó el software para realizar la simulación. · Efectos del Tráfico: Este cuadro muestra los datos de tráfico utilizados en la simulación, incluyendo velocidad de flujo, distribución del tráfico, velocidad deseada, desviación estándar de la velocidad y el porcentaje de zonas de no paso. · Efectos operacionales del tramo: En este cuadro se presenta un porcentaje de la tasa real de flujo simulado, tiempo promedio de viaje, demoras por retenciones en el tráfico, demoras totales, distancia recorrida por los vehículos y el número de horas de viaje de los vehículos. El resultado de estas simulaciones se presenta para cada sentido de viaje y para los dos sentidos combinados. · Efectos operacionales de la sección: Este cuadro presenta un informe de los datos operacionales del tráfico, obtenidos en la simulación para cada abscisa donde se recolectaron datos, los cuales son equivalentes a la información recolectada por un aforador colocado en la abscisa durante el tiempo de la simulación. Los datos suministrados por este cuadro incluyen: volumen de tráfico por hora, velocidad media de los vehículos según su clasificación, velocidad media y desviación estándar para todas las clasificaciones de vehículos combinados y
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tamaño de la sección transversal utilizada. Los datos suministrados por el cuadro se utilizan para la creación de los gráficos. Gráficos El usuario puede seleccionar entre una serie de gráficos con los que puede observar el informe del análisis realizado en la simulación. Los gráficos pueden ilustrar los elementos de la carretera así como las medidas de rendimiento operativo. Figura 3. Ejemplo de simulación con el módulo TAM
Fuente: Traffic Analysis Module Engineers Manual En la figura 3 se puede apreciar el resultado de la simulación realizada a través del módulo TMA en donde el software grafica algunas de las variables anteriormente descritas como velocidad, tasas de flujo, entre otras, ésto se realiza para cada una de las abscisas que fueron especificadas por el usuario. 1.7
DESCRIPCIÓN MÓDULO DE CONDUCTOR/VEHÍCULO (DVM)
El módulo de conductor del vehículo, del software IHSDM, es un modelo computacional de comportamiento de los conductores que simula los procesos perceptivos, cognitivos y el control que el conductor pueda tener al realizar maniobras de dirección, frenado y aceleración del vehículo, cuando el vehículo es operado.
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El objetivo del DVM es permitir al usuario evaluar la forma en que el conductor opera un vehículo a través de un diseño geométrico, con ésto el usuario puede identificar si existen condiciones que podrían resultar en la pérdida del control del vehículo, por ejemplo derrape o vuelco. El DVM representa una combinación de dos modelos de interacción: Driver performance model “Modelo de rendimiento del conductor” (DPM) y Vehicle Dynamics Analysis Non-Linear Model “Modelo no lineal de análisis no dinámico del vehículo” (VDANL), que permiten una representación de las acciones del conductor en las diferentes tipologías de vehículos. El módulo DPM se compone de cinco grandes funciones de cálculo: la percepción, decisión de la velocidad, elección de camino, control de velocidad y control de ruta. El controlador DPM es similar a otros modelos que simulan la conducta humana, ya que contiene muchos parámetros que sólo pueden ser estimados con la investigación empírica del comportamiento de los conductores. El módulo DVM se ha desarrollado para proporcionar a los diseñadores de carreteras una herramienta para: evaluar con facilidad los impactos que tiene la relación conductor / diseño geométrico y las mejoras que se realicen en el diseño geométrico para optimizar la seguridad vial. Este modelo de simulación está basado en el tiempo y estima la velocidad del vehículo a lo largo de una carretera rural de dos carriles cuando el vehículo circula a flujo libre. Este módulo utiliza dos tipos de análisis, uno determinístico y otro estocástico; el análisis determinístico permite al usuario explorar como serán los efectos cualitativos de la geometría de la carretera con respecto al comportamiento que tenga el conductor al desplazarse en su vehículo a lo largo de la carretera, con un modelo único de análisis para cada vehículo; el análisis determinístico se realiza para obtener la incidencia que tiene la geometría sobre el conductor y el vehículo, los cuales se desplazan en condiciones ideales, por ejemplo: sin ruido y sin errores de operación por parte del conductor. El análisis estocástico requiere entre 30 a 40 ensayos, con los cuales proporciona resultados estadísticos referentes a las variables de rendimiento críticas, el objetivo del análisis estocástico es poner a prueba las variaciones en el comportamiento del conductor. El módulo DVM, solo utiliza dos tipos de vehículos de diseño, vehículo de pasajeros (sedán) y un tracto camión de 18 ruedas, además este módulo contiene una serie de parámetros que describen las preferencias del conductor al desplazarse por la vía, que pueden ser determinísticos o estocásticos. Para realizar el análisis, el modelo contiene cuatro condiciones en las cuales intenta reflejar el estilo de conducción en recta y en curva, estas condiciones son: · Condición normal en el centro de la vía: el conductor intenta mantener su posición en el centro del carril en todo momento, manteniendo velocidades adecuadas y aceleraciones aceptables. 43
· Condición normal en curva: el conductor promedio intenta recorrer las curvas horizontales por el centro del carril de una forma segura. · Condición agresiva en el centro de la vía: es similar a la condición normal, pero en esta condición cambian los parámetros asociados a las preferencias del conductor. · Condición agresiva en curva: es igual a la condición agresiva en el centro de la vía, pero en curva el conductor intenta aplanar su trayectoria en las curvas horizontales. El resultado de la aplicación del módulo DVM es brindar al usuario medidas de eficacia con respecto a un límite máximo o valor de referencia, con los cuales se podrá realizar una comparación adecuada y tomar medidas sobre los posibles inconvenientes que se observen en el comportamiento del conductor, estas medidas de eficacia son: · Aceleración lateral, comparada con valores límite de deslizamiento y resistencia al vuelco. ·
Fricción demandada comparada con el límite de deslizamiento.
·
Momento de vuelco, comparado con el límite de vuelco.
·
Estimación de la velocidad del vehículo.
·
Trayectoria del vehículo con respecto al centro del carril.
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2. 2.1
INSTALACIÓN E INTERFAZ DEL SOFTWARE IHSDM V 7.0
RECOMENDACIONES DE DESCARGA E INSTALACIÓN
Es necesario tener un procedimiento general en la instalación y ejecución del software, que permita aprovechar al máximo esta herramienta y no se incurra en errores comunes que pueden desincentivar el uso de nuevas tecnologías como este programa. El procedimiento general se describe a continuación: · El programa IHSDM es gratuito y puede descargase desde la página oficial de IHSDM http://www.ihsdm.org/wiki. Figura 4. Página oficial del IHSDM
Fuente: Los autores · Una vez accedido a la página oficial es necesario realizar el registro en el link “download registration” allí se pide información general del usuario interesado en adquirir el producto. Una vez terminado el registro se enviara al correo personal del usuario un password con el cual podrá acceder a los documentos del IHSDM.
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Figura 5. Registro personal para adquirir el software IHSDM.
Fuente: Los autores · Obtenido el password por medio del link “download login” que se encuentra en la página oficial del IHSDM, se puede acceder a los comunicados públicos del IHSDM en donde podremos encontrar, entre otras cosas, el instalador del software, que como ya se mencionó, es totalmente gratuito y que para la fecha la última versión disponible es la V 7.0.
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Figura 6. Iniciar sesión en la página oficial del IHSDM
Fuente: Los autores · Por medio del link “ihsdm_7_0_0_full.exe” se puede descargar y guardar el instalador del programa en el PC del usuario. Figura 7. Descarga del software IHSDM
Fuente: Los autores · Antes de ejecutar el instalador es necesario configurar el idioma regional del equipo a inglés y el separador de decimales a (.) a través del panel de control/reloj, idioma y región/configuración regional y de idioma. Ésto proporcionará las medidas necesarias para que el software funcione correctamente.
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Figura 8. Configuración regional y de idioma
Fuente: Los autores · Para finalizar, se ejecuta el instalador y se siguen las recomendaciones mostradas en la interfaz de instalación. Figura 9. Interfaz de instalación del software IHSDM
Fuente: Los autores Una vez instalado el software se crea una carpeta en el disco duro del PC (generalmente en C:\Program Files\IHSDM2011), donde se puede acceder a documentación básica (tutoriales y ejercicios de soporte) y a tres aplicaciones del software (administration tool, configuration tool e ihsdm-hsm predictive method)
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Una mala instalación del software puede producir errores en la ejecución del programa y/o en la obtención de resultados al evaluar cada uno de sus módulos, los errores frecuentes que se presentan al efectuar una mala instalación del software son: · Interpretación errónea por parte del programa de los valores numéricos introducidos y propios del programa. · No genera registros gráficos de los alineamientos, tanto en horizontal, vertical y sección trasversal. · No produce registros gráficos, en caso de producirlos no brindan el mismo grado de evaluación. · Una herramienta importante del software es la generación automática de resultados en archivos HTML o PDF; estos archivos no son generados automáticamente y los archivos genéricos no brindan una buena inspección visual. 2.2
APLICACIÓN HERRAMIENTAS DE ADMINISTRACIÓN
La aplicación Administration Tool o herramientas de administración, permite introducir la política de diseño respectiva a la normatividad vigente de un país o institución; por defecto el programa trae las políticas AASHTO (1996-2004) las cuales se pueden apreciar en esta aplicación, pero con la limitante que no se pueden modificar directamente los parámetros y valores estipulados en ellas. El objetivo de esta aplicación es la de introducir la política INVIAS 2008 a la interfaz del software y así permita trabajar cada uno de los módulos en esta investigación y en futuras investigaciones relacionadas con el software a nivel nacional. La interfaz de la aplicación Adminstration Tool, posee seis secciones en las que se debe calibrar el software IHSDM Predictive Method dependiendo del país, región o institución que desee utilizar el software. En la figura 10 se muestran las secciones por las cuales está compuesta la aplicación Administration Tool.
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Figura 10. Interfaz Administration Tool
Fuente: Los autores Las secciones 1,2 y 3 contienen los factores de calibración para el módulo Crash Prediction, las secciones 4, 5 y 6 contienen la calibración para los módulos Policy Review, TrafficAnalysis y Driver/Vehicle respectivamente. En la sección 1 (Calibration Data Sets) conjunto de datos de calibración el usuario encuentra los valores correspondientes a los factores de modificación de accidentes AMFs para condiciones base. Las condiciones base representan la sección típica con: ancho de carril de 3,6 m y bermas de 1,80 m, además de condiciones climáticas normales y un diseño geométrico adecuado; el valor correspondiente de AMFs para estas condiciones es de 1.0 y se recomienda no ser modificado debido a que los distintos factores de modificación toman como referencia las condiciones base para ser calibrados. En la sección 2 y 3 (Crash Distribution Data Sets) el usuario debe realizar una calibración particular para el tramo de estudio dependiendo de los factores de calibración que sean pertinentes. Los factores de calibración dependen de geometría de la vía, las condiciones del vehículo operando sobre la vía y la distribución de accidentes según su tipología y severidad. La calibración de este módulo comprende la combinación de 12 factores de modificación para segmentos de carretera (AMF1-AMF12) y 4 factores de modificación para intersecciones (AMF1i-AMF4i) que se distribuyen dependiendo del elemento de análisis, así: · AMF1: ancho de carril, para que este factor de modificación sea 1.0 su condición base se establece como 3.6 m; si el ancho de carril no corresponde a 50
3.6 m se debe ajustar por medio de la tabla HSM-Tabla 10-8 y ecuación 3.5 del Crash Prediction Module Engineer's Manual on Rural Two-Lane Highways · AMF2: ancho de berma, si el ancho de berma es de 1,8 m, el factor de modificación será de 1.0, de lo contrario se tendrá que ajustar por medio de la tabla HSM-Tabla 10-9 – 10-10y ecuación 3.6 del Crash Prediction Module Engineer's Manual on Rural Two-Lane Highways · AMF3: curvas horizontales, la condición base para este factor corresponde a segmentos en tangente, el ajuste se debe realizar teniendo en cuenta la ecuación 3.7 del Crash Prediction Module Engineer's Manual on Rural Two-Lane Highways cuya expresión está en función del radio de curvatura, longitud de la curva y presencia o ausencia de espirales de transición. · AMF4: peralte de las curvas, las condiciones base hacen referencia a la relación que existe entre el mínimo peralte recomendado en las especificaciones y el peralte actual de la vía; si el peralte de la vía es igual al mínimo recomendado el factor de modificación es 1.0, de lo contrario se realiza el ajuste por medio de las ecuaciones 3.8, 3.9 y 3.10 del Crash Prediction Module Engineer's Manual on Rural Two-Lane Highways. · AMF5: pendiente transversal, la condición base de este parámetro está en carreteras con pendiente longitudinal 0% es decir en terreno plano; el ajuste para otra condición diferente a la base se realiza por medio de la tabla HSM 10-11 del Crash Prediction Module Engineer's Manual on Rural Two-Lane Highways. · AMF6: densidad vehicular, la condición base se da para volúmenes de 5 vehículos por milla (3 vehículos por kilómetro) o menos; el factor de modificación para la condición base es de 1.0 y los ajustes se realizan con la ecuación 3.11 del Crash Prediction Module Engineer's Manual on Rural Two-Lane Highways. · AMF7: reductores de velocidad, la condición base para esta variable es la ausencia de reductores de velocidad, la presencia de reductores de velocidad a lo largo del eje central de la carretera en vías de dos carriles tendrá un factor de calibración de 0.94. · AMF8: carril de adelantamiento, el factor de modificación es 1.0 para vías con ausencia de carril de adelantamiento, la presencia de un carril de adelantamiento adicional en un solo sentido reducirá el factor de modificación a 0.75 para el total de accidentes en ambos carriles. · AMF9: posibilidad de giro a la izquierda, la condición base de este parámetro es la ausencia de posibilidad de giro a la izquierda lo cual representa un
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factor de modificación de 1.0, los ajustes para este factor se realizan por medio de la ecuación 3.12 del Crash Prediction Module Engineer's Manual on Rural TwoLane Highways. · AMF10: zonas laterales, las condiciones base para este factor están dadas en una escala de peligrosidad de la carretera de 3 (ancho de zona lateral de 3 m y pendientes de 1:3 y 1:4), los ajustes para otras escalas de peligrosidad basados en sección transversal de la zona lateral se realizan con base en la ecuación 3.14 del Crash Prediction Module Engineer's Manual on Rural Two-Lane Highways. · AMF11: luminosidad, el parámetro hace referencia al grado de luminosidad de la vía, es decir cuando los accidentes se producen en el día el factor de modificación es de 1.0, de otra forma cuando se presenta ausencia de luces del vehículo en la noche se debe ajustar el factor de modificación con base en la ecuación 3.15 del Crash Prediction Module Engineer's Manual on Rural Two-Lane Highways. · AMF12: Controles automáticos de velocidad, la condición base para este factor se presentan cuando no existen dichos controles, en contraste cuando existen controles de velocidad pero se asume que éstos no afectan el número de accidentes tendrá un valor de 0,93. · AMF1i: intersecciones con ángulos asimétricos, la condición base para la intersección con ángulo asimétrico a cero grados (intersecciones tipo T, 90 grados) es 1.0, este factor se utiliza en intersecciones semaforizadas y/o señalizadas de tres y cuatro ramales, los ajustes para este factor se realizan por medio de la ecuación 3.20 y 3.21 del Crash Prediction Module Engineer's Manual on Rural Two-Lane Highways que depende del ángulo de asimetría que se presente entre los ramales de la intersección. · AMF2i: Intersecciones con posibilidad de giro a la izquierda, la condición base para este factor es la ausencia de posibilidad de giro a la izquierda, el factor depende del número de ramales con posibilidad de giro a la izquierda que posea la intersección, los ajustes para este factor se realizan por medio del HSM Tabla 10-13 del Crash Prediction Module Engineer's Manual on Rural Two-Lane Highways. · AMF3i: intersecciones con posibilidad de giro a la derecha, en este factor aplica la misma definición que el AMF2i pero la restricción se hace a la posibilidad de giro a la derecha, los ajustes para este factor se realizan por medio del HSM tabla 10-14 del Crash Prediction Module Engineer's Manual on Rural Two-Lane Highways.
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· AMF4i: luminosidad, la condición base para este factor se da cuando no es necesaria la presencia de luces artificiales al transitar por la intersección, el ajuste de este factor se realiza mediante la ecuación 3.22 del Crash Prediction Module Engineer's Manual on Rural Two-Lane Highways, y está en función del número de ramales y tipo de control que se encuentre en la intersección. En la sección 4 (Available Policies), el usuario encuentra una de las aplicaciones más importantes del software IHSDM, ya que en esta sección el programa trae incorporadas las políticas con las que realiza la evaluación, el IHSDM utiliza por defecto la normativa AASHTO en las siguientes versiones: ·
AASHTO 1990, utilizando el sistema ingles de unidades.
·
AASHTO 1994, utilizando el sistema métrico de unidades.
·
AASHTO 2001, utilizando el sistema inglés de unidades.
·
AASHTO 2001, utilizando el sistema métrico de unidades.
·
AASHTO 2004, utilizando el sistema inglés de unidades.
·
AASHTO 2004, utilizando el sistema métrico de unidades.
El usuario, país o entidad puede utilizar la normativa que le resulte más conveniente, pero es posible que el usuario utilice la normativa de su región o país, ya que ésta puede ser incorporarla en el software, la descripción de cada uno de los parámetros así como el procedimiento de incorporación de una normativa diferente a la establecida por AASHTO será objeto de estudio del siguiente capítulo de este proyecto de investigación. Es importante resaltar que para poder incorporar otro tipo de normativa, ésta debe tener un alto grado de similitud con la normativa AASHTO debido a que la incorporación de esta nueva normativa se realiza en base a la que el programa tiene calibrada por defecto. Los parámetros evaluados en la normativa son: valores escalares de la normativa, ancho de la vía, ancho de bermas, tipología de las bermas, bombeo, pendiente de las bermas, dimensiones de cunetas, dimensiones de los puentes presentes o en construcción, radios de curvatura, peraltado, longitud de curvas horizontales, deflexiones entre curvas, información de curvas verticales, distancias de visibilidad de parada, distancias de adelantamiento, diagnóstico de evaluación de intersecciones, información de accidentalidad. Cada uno de estos ítems está compuesto por otro tipo de información, que puede ser clasificada por el tipo de vía, el volumen de tránsito promedio diario (TPD), volumen horario de diseño, velocidad de operación en los tramos y algunos límites que la normativa establece 53
como mínimos y máximos para algunos parámetros, como ya se mencionó cada uno de estos parámetros será evaluado en el siguiente capítulo de este proyecto de investigación. Se deben tener en cuenta las consideraciones de instalación que se mencionaron el capítulo anterior, de lo contrario en esta sección es donde el usuario encontrará mayores inconvenientes en la introducción de datos. En la sección 5 (Traffic Analisys Configuration Data Sets) se encuentra la información que se debe calibrar para utilizar el módulo de análisis de tráfico, aquí el usuario encuentra los parámetros que son evaluados según la normativa AASHTO para la simulación del comportamiento del conductor y el vehículo a largo de una carretera. Los parámetros que se encuentran son los siguientes: · Información general. Aquí se establecen los siguientes ítems: distancia de visibilidad de adelantamiento mínima, distancia de visibilidad de adelantamiento normal (que corresponde a la distancia máxima de visibilidad que no es afectada por las decisiones de adelantamiento que pueda tomar el conductor), probabilidad de paso (probabilidad de que el conductor intente realizar alguna maniobra de adelantamiento), factor de sensibilidad del vehículo, límite inferior de la velocidad deseada, límite superior de la velocidad deseada, máxima aceleración que se puede tener en cuenta y que puede limitar la potencia del vehículo, factor de restricción de potencia (normalmente se utiliza 0,90 para el 70% de la potencia), altura del ojo del conductor, altura de visibilidad de obstáculos. · Características del conductor. Aquí se pueden observar hasta 10 tipos de conductor con diferentes factores estocásticos referentes a las posibles decisiones o condiciones que el conductor pueda presentar. · Características de los vehículos. Aquí se evalúan las características de tres tipologías de vehículo (camión, vehículo recreacional y automóvil), en donde el usuario tendrá la posibilidad de modificar algunos factores del vehículo como son: relación peso/potencia, relación peso/área frontal proyectada por el vehículo, longitud total del vehículo, factor de corrección de potencia, factor de corrección de arrastre aerodinámico, velocidad máxima en curva (izquierda o derecha). En la sección 6 el usuario encuentra la actitud del conductor (normal o agresivo) con respecto a su localización en la vía (recta o en curva), aquí se tiene en cuenta el tipo y características del vehículo en el cual se desplaza el conductor, estos valores no podrán ser modificados ya que algunos de éstos fueron establecidos en la sección anterior y otros son correspondientes a la normativa preestablecida.
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3
ADAPTACIÓN DEL MÓDULO PRM DEL SOFTWARE IHSDM A LA NORMATIVA COLOMBIANA
El programa IHSDM, al ser americano, utiliza como normas por defecto la AASHTO 1990, 2001 y 2004 con unidades en sistema inglés y AASHTO 1994, 2001 y 2004 con unidades en sistema métrico. Contiene el módulo Administration Tool con el cual visualiza los diferentes parámetros y variables consideradas en la norma mediante tablas. Con ella, además, se pueden introducir nuevas normativas o modificar las existentes, adaptando el programa a las especificaciones de cada país. Lo que se pretende con este estudio es precisamente éso, introducir en el IHSDM la normativa colombiana INVIAS 2008. Esta labor está expuesta a las limitaciones ya comentadas en los capítulos anteriores, no obstante debido a que las especificaciones INVIAS se basaron mayormente en AASHTO 2004 el trabajo se efectuó de manera eficaz. 3.1
METODOLOGÍA
Era necesario relacionar la normativa americana con la colombiana. Para ello se creó un formato de ficha-resumen que contuviera, para cada una de las 22 fichas en las que el IHSDM se basa, lo siguiente. ·
Número de tabla, nombre traducido al castellano y nombre original
· Referencia en la norma americana, generalmente de la AASHTO 2004, indicando la página correspondiente del manual · Referencia en la norma colombiana, generalmente la normativa INVIAS 2008, indicando la página y/o referencia del manual ·
Parámetros que intervienen en esta tabla
·
Traducción de estos elementos
· Rango de valores entre los que oscilan los elementos estudiados, en la norma americana · Rango de valores entre los que oscilan los elementos estudiados, en la norma colombiana ·
Notas y limitaciones 55
El proceso de adaptación del IHSDM a la norma colombiana tuvo tres fases: · Inicialmente se rellenaron los datos extraídos de las tablas de la AASHTO, y se tradujeron los parámetros y variables contenidos en las mismas. · Teniendo este material como soporte, la siguiente fase consistió en buscar la especificación equivalente en la norma colombiana, recogiendo la referencia, los valores y las limitaciones presentadas, y generando las fichas de adaptación de ambas normas (americana y colombiana). · Los valores de los parámetros de cada tabla analizada para la legislación colombiana, se recogieron en un fichero Excel y se introdujeron en el IHSDM a través de la herramienta AdministrationTool. Figura 11. Ejemplo ficha resumen Scalar Values “Valores escalares”
Fuente: Los autores Las fichas de adaptación de ambas normas y las tablas americanas y colombianas introducidas en el modelo, se recogen en el Anexo A. 3.2
VALORES ESCALARES
Los valores escalares hacen referencia únicamente a límites, tanto inferiores como superiores, que determinan los umbrales en que los elementos de las carreteras pueden encontrarse. Esto valores también determinan los limites de las demás tablas de calibración. Un ejemplo muy claro es la aplicación de la tabla de pendiente longitudinal, en esta tabla se tiene una clasificación de terreno plano con pendiente menor de 3%, no obstante el valor escalar para la mínima pendiente longitudinal es 0.3%, lo cual determina para la tabla de pendiente longitudinal, que el terreno plano se encuentra entre los rangos de pendiente longitudinal de 0.3% - 3%, referente a la normativa colombiana. 56
La adaptación a la normativa colombiana de los valores escalares (scalar values) se muestra en el anexo A1. 3.3
ANCHO DE CALZADA POR SENTIDO
Este grupo incluye cuatro ítems para la realización de la normativa “ancho de carril por sentido”. AASHTO define el camino recorrido como “La parte de la carretera para la circulación de vehículos, excluyendo la berma”. La revisión de la normativa se realiza a través del ancho de calzada y la ampliación “sobreancho” del carril en curvas horizontales. Colombia no utiliza el mismo sistema de clasificación para vías rurales que la AASHTO, ya que Colombia realiza una clasificación con definiciones como: troncales, transversales, ruta, tramos, variante, ramales y sub-ramales, los cuales por funcionalidad se clasifican de manera general en primaria, secundaria y terciaria, por su parte la AASHTO clasifica las carretas rurales en: Arterias, Colectoras y locales, de esta forma se realiza la correlación entre ambas normativas como se muestra en la tabla 05. Clasificación funcional de las carretas. Tabla 05. Clasificación funcional de las carreteras Se tendrán en cuenta las siguientes similitudes para la adaptación de la norma INVIAS clasificación AASHTO clasificación INVIAS arterial primaria colectora secundaria local terciaria
Fuente: Los autores Igualmente el ancho de carril y berma para la normativa Colombiana se encuentra definido por parámetros como categoría de la carretera, velocidad de diseño y tipo de terreno, mientras que la AASHTO clasifica el ancho del carril y berma según tránsito promedio diario ADT y por volumen horario DVH. Por esta razón se debe correlacionar el volumen horario con la clasificación funcional de la vía para la normativa colombiana tal como se muestra en la tabla 06. Categorías de carretas según su TPD, y así tener un punto de referencia para realizar las comparaciones con la norma americana.
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Tabla 06. Categorías de carreteras según su tránsito promedio diario CATEGORÍAS DE CARRETERAS SEGÚN SU TRANSITO PROMEDIO DIARIO AASHTO INVIAS TPD INVIAS* local Collector Arterial Arterial Arterial Arterial
terciaria Secundaria Primaria Primaria Primaria Primaria
200 500 1000 2500 5000 10000
Fuente: Los autores *Nota: la clasificación del TPD fue extraída de la tabla 3.1 del Manual de Diseño de Pavimentos de Concreto para vías con bajos medios y altos volúmenes de tránsito, estos rangos concuerdan con los expuestos en los aforos vehiculares del INVIAS.
La adaptación a la normativa colombiana del ancho de carril se realiza a través de tres ítems, así: · Travel way width by ADT “Ancho de la vía teniendo en cuenta TPD” (ver anexo A2) ·
Curve widening “Sobreancho en curvas” (ver anexo A3)
· Curve widening scale factors “factores de escala para el sobreancho en curvas”:Se define como un factor adicional para la presencia de vehículos pesados en la carretera (3S2) (véase anexo A4) 3.4
ANCHO DE BERMA
El ancho de la berma se define como la porción de la carretera contigua a la calzada para el alojamiento de vehículos detenidos, en caso de emergencia, y para el apoyo lateral de la sub-base, base, y las capas superficiales. Este grupo incluye los dos ítems en donde se comprobará el ancho de la berma según la normativa preestablecida, así: ·
Shoulder width by ADT “Ancho de bermas según TPD” (ver anexo A5)
·
Adjusted shoulder width (ajuste para el ancho de berma):
Los valores para el ancho de berma en la normativa Colombiana, no poseen ningún factor de ajuste el cual involucre la velocidad de diseño ni el TPD, contrario 58
a lo que se realiza en la normativa AASHTO para velocidades de 60 km/h y TPD (VPD) entre 400 y 600 veh/día. 3.5
TIPO DE BERMA
Según el Green Book AASHTO y la guía AASHTO la construcción de bermas adecuadas para bicicletas posee dos tipologías, pavimentadas y no pavimentadas. Las bermas para vías arterias deben ser siempre pavimentadas, mientras que las vías colectoras y los caminos vecinales requieren bermas pavimentadas sólo si la berma es utilizada para cicloruta. La adaptación a la normativa colombiana del tipo de berma(Shoulder type) se muestra en el anexo A6. 3.6
PENDIENTE DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL
La pendiente transversal normal es el grado de inclinación lateral o de la calzada perpendicular al eje de la vía. La pendiente transversal puede tener una sección plana, redondeada o una combinación de ambas. Con la sección plana, hay una inclinación constante desde el centro de la corona hacia los extremos de la calzada. Una sección redondeada es generalmente parabólica, con una superficie redondeada en la línea de corona y el aumento de la pendiente transversal hacia el borde de la calzada. Para comprobar la "pendiente transversal" a través del software solo se puede comprobar secciones planas. La adaptación a la normativa colombiana del la pendiente de la sección transversal “Normal cross slope” mostrada en el anexo A7. La tabla fue extraída de la tabla 5.3 del manual de diseño geométrico INVIAS 2008. Contiene valores negativos debido a que la pendiente del bombeo es tomada desde el centro de la calzada hacia el extremo de la misma, lo cual implica la presencia de una pendiente negativa. 3.7
PENDIENTE NORMAL DE LA BERMA
La pendiente de la berma se define como la pendiente de la sección fuera de la calzada. La berma debe tener una pendiente suficiente para evacuar el agua de la superficie, pero no excederse en la medida que los vehículos puedan alojarse en
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ella sin ningún peligro de volcamiento. Los valores de la pendiente de la berma varían según el tipo de material con el que esté construida. Debido a que la norma colombiana específica que la diferencia algebraica entre la pendiente transversal de la berma y la pendiente transversal de la calzada no debe exceder el 8%, se tomó como límite inferior el bombeo de la calzada y limite superior el peralte máximo. La adaptación a la normativa colombiana de la pendiente de la berma “Normal shoulder slope” se muestra en el anexo A8. 3.8
DISEÑO DE CUNETAS
Una cuneta en la carretera se define como un canal abierto por lo general paralelo a la orilla de las carreteras y dentro de los límites del derecho de vía. La función principal de la cuneta es recoger y transmitir la escorrentía de aguas fluviales de la carretera. El diseño de la cuneta está formado por dos pendientes transversales que se interceptan desde el talud y la berma. La normativa puede chequear dos tipos de cunetas: una cuneta tipo V (que se describe como canales con cambios de pendiente bruscos) y una cuneta trapezoidal (que se describe como los canales con los cambios de pendiente suave en el diseño. La adaptación a la normativa colombiana del diseño de cunetas “Normal ditch design” se muestra en el anexo A9. Las relaciones de pendiente para cunetas fueron tomadas del Manual de drenaje para carreteras 20099, desarrollado por el Ministerio de transporte y el INVIAS en la sección 4.2 y del Manual para la inspección visual de estructuras de drenaje desarrollado por el INVIAS en la sección 2.1 3.9
ANCHO DE PUENTES
Se define como el ancho de la calzada y berma presentes en este tipo de estructuras que son acopladas a tramos de vías para salvar algún obstáculo topográfico u operacional y/o la presencia de ríos en el eje longitudinal de la vía. El ancho del puente se mide entre las zonas dispuestas a peatones, es decir entre andén y andén. Las aceras peatonales deben estar correctamente separadas del tráfico vehicular. 9
http://www.invias.gov.co/invias/hermesoft/portalIG/home_1/recursos/informacion_institucional/201 22007/documento_tecnico.jsp
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Para realizar esta adaptación se deben considerar los siguientes aspectos: · El ancho mínimo de ciclorutas según el manual de diseño de ciclorutas del IDU, es de 1.5 m en un sentido. · Según las especificaciones del código colombiano de diseño sísmico de puentes (CCP), la carga viva para puentes de carreteras, está conformada por camiones estándar o líneas de carga que son equivalentes a trenes de camiones. Para el diseño de puentes se debe definir tanto el tipo de cargas como la posición, de manera tal que produzcan los máximos esfuerzos. De acuerdo a lo anterior y en base a la figura A.3.4B “carga de carril” del CCP, el análisis de puentes según el camión de diseño se realizará para puentes con una luz no mayor de 28 m, para puentes con una luz mayor de 28 m se realizará el análisis teniendo en cuenta el tren de cargas. · En primera instancia se tomó como capacidad estructural los vehículos de diseño C-40 y C-32 siendo estos dos los especificados en el diseño sísmico de puentes. · El tipo de valor del ancho especifica la política cuando el puente se verifica; "VALUE" significa que el valor dado en esta columna es el mínimo ancho del puente para evaluar la política; "Traveled way width - TWW" significa que el ancho del carril es evaluado en la política y se especifica el ancho adicional; "RW" significa que el ancho de la carretera se evalúa en la política. La adaptación a la normativa colombiana del ancho de puentes “Bridge width” se muestra en el anexo A10. 3.10 RADIOS DE CURVAS HORIZONTALES Aquí se referencia el radio mínimo de curvatura recomendado, el cual depende de la velocidad, el peralte máximo y la fricción lateral máxima. Este factor de fricción lateral está en función de la velocidad de diseño. La adaptación a la norma colombiana del radio de curvatura “Radius of curve” se realiza a través de 2 ítems, así: ·
Allowed Emax “peralte máximo permitido” (ver anexo A11)
Estos valores son sustraídos de la tabla 3.5 del Manual de diseño geométrico del INVIAS
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·
Minumum radius “Radios de curvatura mínimos” (ver anexo A12)
Para realizar esta adaptación se utilizaron dos referencias: Manual de diseño geométrico INVIAS-sección 3.1.3.4 (ecuación) y tabla 3.3 Manual de diseño geométrico INVIAS 2008. 3.11 PERALTE Se refiere al plano inclinado presente en las curvas que contrarresta las fuerzas centrífugas laterales desarrolladas por el vehículo a medida que avanza a una velocidad determinada. Sin esta inclinación los vehículos perderían su trayectoria lo que tendría consecuencias negativas para sus ocupantes. La adaptación de este parámetro se realiza a través de dos ítems mostrados a continuación. ·
Horizontal table curve “radios de curvatura” (ver anexo A13)
Para entrar a la tabla se debe tener en cuenta las siguientes definiciones: RC (Remove adverse crown, quitar bombeo adverso) se adoptará en caso donde el radio de la curva sea el mínimo de acuerdo con la tabla 3.4 del manual de diseño geométrico del INVIAS, teniendo en cuenta que el valor de peralte mínimo será de 1,5; el valor de NC (Normal crown, sección de corona normal) se tendrá en cuenta cuando la curva no necesite peralte y VALUE (Valor) se adoptará para especificar algún valor de peralte. ·
Allowed Emax “peralte máximo permitido” (ver anexo A11)
Estos valores son sustraídos de la tabla 3.5 del Manual de diseño geométrico del INVIAS 3.12 LONGITUD DE CURVA HORIZONTAL La longitud de la curva es un parámetro que se encuentra en función del radio de diseño y del ángulo de deflexión, en el anexo A14 se encuentran los valores recomendados para establecer la longitud mínima de curva que es precisa para realizar los controles del alineamiento horizontal. Se debe considerar que las curvas con pequeñas deflexiones deben ser lo suficientemente largas para evitar la sensación de quiebre. Las curvas deben ser
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de al menos 150 m de largo para ángulos centrales de 6 grados (INVIAS 2008, tabla 3.10) e incrementa 30 m por cada reducción de un grado. El factor de velocidad nos indica que la longitud de las curvas horizontales deben ser cerca de 3 veces la velocidad de diseño en Km/h y en carreteras de altas velocidades como las arterias se deberá considerar longitudes de 4 veces la velocidad de diseño en Km/h 3.13 PENDIENTE LONGITUDINAL Pendiente longitudinal se define como la diferencia de nivel por cada 100 m horizontales, expresada en porcentaje. La normativa AASHTO por medio del programa nos da como referencia tres tipo de terreno dependiendo de la pendiente longitudinal de la carretera (level “a nivel”, rolling “ondulado” y montanius “montañoso”), adicionalmente el software IHSDM nos permite la introducción de la variante N/A (Not applicable, no aplica), por lo cual se realizó el ajuste a la normativa colombiana como se muestra en la tabla 07. Clasificación del terreno según la pendiente longitudinal. Tabla 07. Clasificación del terreno según la pendiente longitudinal.
CLASIFICACIÓN DEL TERRENO SEGÚN LA PENDIENTE LONGITUDINAL ASSHTO INVIAS límite de pendiente level plano < 3% rolling ondulado 3% - 6% montanius montañoso 6% - 8% N/A Escarpado > 8%
Fuente: Los autores, basados en AAHSTO 2004 e INVIAS 2008 La adaptación a la normativa colombiana del tangent longitudinal” se realiza a través de dos ítems, así: ·
grade “pendiente
Maximum grade “Máxima pendiente longitudinal” (ver anexo A15)
La tabla está basada en la Tabla 4.2 del manual de diseño geométrico del INVIAS 2008.
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· Maximum grade deviation table “pendiente máxima adicional” (ver anexo A16) El porcentaje adicional de pendiente fue sustraído del apartado 4.1.2 del Manual de Diseño Geométrico del INVIAS y la distancia mínima permisible se encuentra en la tabla 4.3 del manual de diseño geométrico del INVIAS, tomando como referencia velocidades mayores a 40 km/h 3.14 CURVAS VERTICALES La curva vertical es usada para transitar de una pendiente longitudinal a otra. Para el diseño de curvas parabólicas usualmente se utilizan las mismas tangentes de salida y entrada. La curva está definida por la pendiente de entrada, la longitud de la curva y la pendiente de salida. El diseño de las curvas verticales se basa en los requerimientos de la distancia de visibilidad de parada. La adaptación de las curvas verticales “Vertical curve” se muestra en el anexo A17, tomado de la tabla 4.4 del manual de diseño geométrico del INVIAS 2008. Para la interpretación de la tabla se debe tener en cuenta que el término “crest” hace referencia a cuervas verticales cóncavas y el término “sag” a curvas verticales convexas. 3.15 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA La distancia de visibilidad de parada (DVP) o sus siglas en ingles (SSD), es la distancia requerida para que un vehículo que se desplaza con una velocidad específica, se detenga antes de llegar a un objeto inmóvil que se cruce en su trayectoria. La distancia de visibilidad de parada es la suma de dos distancias: primero la distancia de reacción, que se refiere a la distancia en que el conductor observa un objeto y el momento en que aplica los frenos, y segunda la distancia de frenado, la cual se refiere a la distancia necesaria para detener el vehículo desde el momento en que se aplican los frenos. Los valores adaptados para la normativa Colombiana (en base a INVIAS 2008, tabla 2.6) se encuentran en el Anexo A18. 3.16 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE ADELANTAMIENTO La normativa ASSHTO define a la distancia de velocidad de adelantamiento como la longitud visible para completar, de forma segura, las maniobras de 64
adelantamiento de un vehículo que posee una velocidad superior a la del vehículo que intenta sobrepasar. Usualmente el vehículo rápido en esta maniobra invade el carril del sentido contrario, lo que se traduce en mayores posibilidades de choque. Los valores adecuados para distancia de visibilidad de parada para Colombia se encuentran en el Anexo A19. Se tiene como regla general para la distancia de visibilidad de adelantamiento, que la diferencia entre la velocidad del vehículo que adelanta y el vehículo adelantado debe ser de mínimo 15 Km/h. Los valores mostrados fueron extraídos de la Tabla 2.9 del manual de diseño geométrico INVIAS 2008 3.17 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE DECISIÓN Se define como la longitud requerida para que un conductor pueda detectar un obstáculo inesperado que sea difícil de observar o que las condiciones de la carretera no permitan realizar una identificación temprana, esta condición se puede percibir como una amenaza potencial y generalmente se da en zonas urbanas donde el conductor percibe mayores distracciones en su trayecto. La norma ASSHTO define este valor con un tiempo de pre-maniobra mayor al tiempo de precepción-reacción (2,5 s) utilizado en la distancia de visibilidad de parada; este tiempo le adiciona al conductor un mayor tiempo para detectar y reconocer el camino o situación de tráfico, identificar maniobras alternativas e iniciar elementos de decisión. El componente de pre-maniobra de la distancia de decisión utiliza un valor que oscila entre 3,0 y 9,1 segundos así: A= parada en carretera rural →t=3,0 s; B= parada en carretera urbana →t=9,1 s; C=cambios de dirección en carretera rural t=10,2 s; D=cambios de dirección en carretera suburbana →t= 12,1 - 12,9 s; E=cambios de dirección en carretera urbana →t= 14,0 14,5 s. La norma INVIAS no contempla este ítem por lo que se asumen estos valores por defecto en la política. Los valores adaptados a la normativa Colombiana se encuentran en el Anexo A20. 3.18 DIAGNÓSTICO DE REVISIÓN DE INTERSECCIONES En este parámetro se establecen las dimensiones de los vehículos utilizados en la normativa los cuales definen el desplazamiento del mismo en las intersecciones. En esta sección se establecen todas las dimensiones y características que atañen a cada tipología de vehículo, además se evalúa el porcentaje de vehículos que realizan maniobras de giro a la izquierda (AASHTO 2004), según su velocidad y el volumen de vehículos por hora. Los valores adaptados para Colombia se encuentran divididos en dos ítems, así: 65
· Left turn volumen “Volúmenes para giro a la Izquierda” (ver anexo A21) La norma INVIAS no contempla valores relacionados con restricciones y/o oportunidades de giro a la izquierda. El INVIAS basa sus consideraciones en la distancia de visibilidad, es por ésto que los datos acá relacionados toman por defectos los valores de la norma 2004. ·
Vehicle table “vehículo de diseño” (ver anexo A22)
3.19 PREDICCIÓN DE ACCIDENTALIDAD En la adaptación de este parámetro solo se tiene en cuenta la tabla de curvas horizontales, expuesta en la sección 8.11, así la calibración de la predicción de la accidentalidad “Crash prediction” se muestra en el anexo A13. 3.20 IMPLEMENTACIÓN SOFTWARE IHSDM
DE
LA
NORMATIVA
COLOMBIANA
EN
EL
Para implementar la normativa Colombiana en el software IHSDM es necesario realizar los siguientes pasos: · Realizar la instalación del software IHSDM de acuerdo al capítulo 3 del presente trabajo, que se encuentra disponible en el CD anexo de este trabajo de grado en la carpeta “Software” o en la página oficial de IHSDM. Figura 12. Instalación del software IHSDM
Fuente: Los autores
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· Abrir la carpeta en el disco local que contenga el programa (C:\Program Files\IHSDM2011) · Ir al la carpeta Policy que se encuentra en la carpeta anterior (allí es posible visualizar todas las normas AASHTO que contiene por defecto el software) Figura 13. Localización de las políticas AASHTO del software IHSDM
Fuente: Los autores · Copiar los dos archivos (Norma_colombiana.SJO. y policy.Norma_Colombiana.XML) que se encuentran en CD anexo de este trabajo de grado en la carpeta “Adaptación del Modulo PRM” y pegarlos en la carpeta Policy del numeral anterior. Figura 14. Introducción de la normativa colombiana al IHSDM
Fuente: Los autores 67
· Una vez realizado esto es posible trabajar el software con la normativa colombiana Figura 15. Norma colombiana en la aplicación Administration Tools
Fuente: Los autores
68
4.
IMPLEMENTACIÓN Y APLICACIÓN DEL MÓDULO POLICY REVIEW MODULE (PRM) Y DESIGN CONSISTENCY MODULE (DCM)
El módulo PRM se utiliza para comprobar que el diseño geométrico de una vía cumple con la normativa de un país o entidad. El software IHSDM, posee incorporadas por defecto las normativas AASHTO en sus versiones 1996 -2004, no obstante siguiendo las instrucciones y procedimientos descritos en el capítulo anterior, se puede incluir la normativa INVIAS 2008 para la implementación de los módulos PRM y DCM en el tramo de estudio, en cada uno de sus procedimientos se puede identificar los elementos de diseño que no alcanzan los niveles mínimos exigidos en la norma colombiana. El módulo Design Consistency Module, simula el comportamiento de un vehículo a lo largo de un tramo. Para esta evaluación se tienen cinco categorías de vehículo que se encuentran definidos por características como velocidad máxima (165 km/h) y aceleración máxima (3,6 m/s²) La implementación de estos módulos se realiza con base a la información geométrica y de tránsito obtenida en el municipio de Paipa - Boyacá, en la vía que del municipio de Paipa conduce a la vereda “el Pantano de Vargas”, en un tramo de 4.1 kilómetros. Los datos necesarios se obtuvieron de dos fuentes de información, la primera corresponde a trabajos de grado realizados en la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, donde se extrajo la geometría del tramo en estudio; la segunda fuente corresponde a información tomada en campo como: velocidades, inventarios de señalización y sección transversal de la vía. Cabe resaltar que este proyecto se basa en información disponible, no obstante, para un proyecto futuro en particular, la información no es restrictiva, es decir, el análisis de la vía se puede realizar de manera más completa donde se abarquen más elementos geométricos. 4.1
LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA
El tramo de estudio se encuentra localizado en el departamento de Boyacá, entre el kilómetro K0+000 al K4+100 de la vía que comunica a Paipa con el centro turístico Pantano de Vargas. La selección de este tramo se efectuó teniendo en cuenta las siguientes razones: ·
Cercanía de la ciudad de Tunja y el municipio de Paipa.
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·
Disponibilidad de la información geométrica.
·
Disponibilidad de las bases de datos de estudios desarrollados en esta vía.
Figura 16. Localización Vía Paipa – Pantano de Vargas.
Fuente: Google maps, Municipio de Paipa. 4.2
INFORMACIÓN GEOMÉTRICA Y DE TRÁNSITO DE LA VÍA
4.2.1 Información general de la vía. La información general de la carretera corresponde a datos puntuales acerca del diseño de la carretera, necesarios para la creación inicial del proyecto en el software y datos de información secundaria como volúmenes de tránsito y percentiles de velocidades. En la Tabla 08 se especifica la información general necesaria para la implementación de los módulos PRM y DCM del tramo de estudio.
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Tabla 08. Información general del tramo Paipa – Pantano de Vargas INFORMACIÓN GENERAL DE LA VÍA PAIPA - PANTANO DE VARGAS ASSHTO INVIAS Longitud del Tramo 4100 m clasificación Funcional Collectora Secundaria Tipo de pavimento High-type Flexible Tipo de superficie Paved Pavimentada Bombeo 2% Terreno Rolling ondulado Velocidad de diseño 40 Km/h Velocidad deseada 60 Km/h Tipo de área Rural Rural* Percentil 85 de velocidad sentido Pantano de Vargas Paipa
56 Km/h
Percentil 85 de velocidad sentido Paipa - Pantano de Vargas Volumen horario de diseño Volumen en hora pico Tipo de zona lateral vehículo de diseño
52 Km/h 240 120 6** P
Fuente: Los autores. (*) Es necesario definir el tipo de área del proyecto como “rural” ya que el software solo realiza todos los análisis (módulos) para este tipo de áreas, de lo contrario, si se especifica otro tipo de área no podrán ejecutar todos los módulos del software (**)Corresponde a zonas laterales con ancho ≤ 1.5 m; no existen barreras de protección; expuesto a obstáculos a una distancia entre 0 y 2 m del lado de la calzada y no existe posibilidad de recuperación del vehículo al salirse de la vía
4.2.2 Información del Tránsito.En la Tabla 09, se presentan los valores de tránsito promedio diario anual (TPDA), presente en la vía que se analiza. Esta información histórica está referenciada desde el año 1999 hasta el año 2006 y fue tomada de la serie histórica y composición del tránsito promedio diario semanal de los boletines de tránsito (regional No 4 BOYACÁ) del INVIAS. La composición del tránsito se divide en dos secciones ya que la clasificación que hace el INVIAS hasta la abscisa K2+100 (piscinas municipales) es diferente a la que se aprecia desde este punto hasta el “Pantano de Vargas” el cual presenta menores niveles de tránsito. 71
Tabla 09. Tránsito promedio diario anual TPDA (vehículos / día) Annual average daily traffic Tráfico promedio diario anual Abscisa Inicial Abscisa Final Año 2+100 4+100 1997 2+100 4+100 1998 2+100 4+100 1999 2+100 4+100 2000 2+100 4+100 2001 2+100 4+100 2002 2+100 4+100 2003 2+100 4+100 2004 2+100 4+100 2005 2+100 4+100 2006 0+000 2+100 1997 0+000 2+100 1998 0+000 2+100 1999 0+000 2+100 2000 0+000 2+100 2001 0+000 2+100 2002 0+000 2+100 2003 0+000 2+100 2004 0+000 2+100 2005 0+000 2+100 2006
TPDA 2597 3083 2735 2623 3372 2368 2734 2753 3256 2415 380 447 328 1039 359 332 543 389 661 498
Fuente: Los autores, basado en composición del tránsito, regional 4 Boyacá. 4.2.3 Información geométrica. A continuación se describe la información geométrica que se introdujo en el software IHSDM, esta información puede ser llevada al software desde hojas de cálculo del programa Excel, pero se advierte que estos parámetros, así como cualquiera que sea introducida en el programa, deberá tener el mismo formato de columnas, en cuanto a separación de miles y decimales, variables de la columna y en lo posible el tipo de escritura que plantea el software en cada uno de sus columnas. ·
Alineamiento Horizontal “Horizontal alignment”.
En la Tabla 10, se describen los elementos horizontales introducidos en el software para realizar la evaluación con el módulo PRM. La información se clasifica como: tipo de curva o tangencia, abscisa inicial, abscisa final, radio de curvatura, dirección de la curva, posición del punto en la curva y deflexión de la curva.
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Tabla 10. Información Horizontal vía Paipa – Pantano de Vargas TYPE TIPO tangent spiral curve spiral tangent spiral curve spiral tangent spiral curve spiral tangent spiral curve spiral tangent spiral curve spiral tangent spiral spiral tangent spiral curve spiral tangent spiral spiral tangent spiral curve spiral tangent spiral curve spiral tangent spiral curve spiral tangent spiral curve spiral tangent spiral curve spiral tangent spiral curve spiral tangent
STAR STATION END STATION CURVE RADIUS DIRECTION OF CURVE RADIUS POSITION DEFLETION ANGLE ABSCISA ABSCISA RADIO DE DIRECCIÓN DE LA POSICIÓN DEL ANGULO DE INICIAL FINAL CURVATURA CURVA ELEMENTO DEFLEXIÓN 0 33.11 33.11 73.11 130 Right END 54,846 73.11 157.56 130 Right 157.56 197.56 130 Right START 197.56 335.56 335.56 365.66 40 Left END 111,64 365.66 413.5 40 Left 413.5 443.5 40 Left START 443.5 446.55 446.55 476.55 40 Right END 132,42 476.55 539 40 Right 539 569 40 Right START 569 630.34 630.34 660.34 40 Left END 107,1 660.34 705.11 40 Left 705.11 735.11 40 Left START 735.11 748.55 748.55 782.55 45 Right END 104,94 782.55 830.97 45 Right 830.97 865.97 45 Right START 865.97 1091.81 1091.81 1244.64 70 Left END 125,096 1244.64 1279.64 70 Left START 1279.64 1296.29 1296.29 1331.29 70 Right END 138,068 1331.29 1464.97 70 Right 1464.97 1499.97 70 Right START 1499.97 1504.98 1504.98 1557.19 70 Left END 42,732 1557.19 1592.19 70 Left START 1592.19 1632.18 1632.18 1677.18 120 Right END 48,51 1677.18 1733.78 120 Right 1733.78 1778.78 120 Right START 1778.78 1794 1794 1829 110 Left END 115,63 1829 2016 110 Left 2016 2051 110 Left START 2051 2074.74 2074.74 2119.74 170 Right END 26,268 2119.74 2152.69 170 Right 2152.69 2197.69 170 Right START 2197.69 2330.36 2330.36 2380.36 200 Right END 62,204 2380.36 2547.49 200 Right 2547.49 2597.49 200 Right START 2597.49 2754.37 2754.37 2794.37 80 Left END 68,603 2794.37 2850.16 80 Left 2850.16 2890.16 80 Left START 2890.16 2930.95 2930.95 2975.95 140 Right END 27,092 2975.95 2997.02 140 Right 2997.02 3042.02 140 Right START 3042.02 4100
Fuente: Los autores, basados en Tesis “Mejoramiento y rectificación de la vía Paipa – Pantano de Vargas” 2002
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Figura 17. Alineamiento horizontal vía Paipa – Pantano de Vargas
Fuente: Los autores, IHSDM – view highway ·
Alineamiento Vertical “Vertical Alignment”.
En la tabla 11, se describen los elementos verticales introducidos en el software para realizar la evaluación con el módulo PRM. La información vertical así como la información horizontal son vitales para poder realizar la evaluación de una forma íntegra, la información incorporada en el software se clasifica así: tipo y abscisa inicial de PIV o tangente, abscisa final, pendiente entrada y salida y distancia de entrada y salida. Tabla 11. Información Vertical vía Paipa – Pantano de Vargas TYPE Tipo Tangent VPI Tangent VPI Tangent VPI Tangent VPI Tangent VPI Tangent VPI Tangent VPI Tangent VPI Tangent VPI
VPI start Back Grade Forward Back length Forfard end station station (%) Grade (%) (m) Length (m) Abscisa Abscisa Pendiente Pendiente Tangente Tangente inicial PIV final de entrada de salida de entrada de salida 0.000 5 1,4 0 0 31,940 1,4 -5,7 26,94 26,94 58,884 100 -5,7 0 0 108,440 -5,7 -3,9 8,44 8,44 116,880 335 -3,9 0 0 377,321 -3,9 -9,5 42,32 42,32 419,642 580 -9,5 0 0 582,538 -9,5 -7,7 2,53 2,53 585,075 910 -7,7 0 0 913,628 -7,7 -6,2 3,62 3,62 917,255 1+335.000 -6,2 0 0 1+351.690 -6,2 -9 16,69 16,69 1+368.380 1+610.000 -9 0 0 1+622.030 -9 -5,8 12,03 12,03 1+634.060 1+880.000 -5,8 0 0 1+934.890 -5,8 4,2 54,89 54,89 1+989.790 2+085.000 4,2 0 0 2+118.310 4,2 -0,6 33,29 33,29
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VPI Tangent VPI Tangent VPI Tangent VPI Tangent VPI Tangent VPI Tangent VPI Tangent
2+118.310 2+151.610 2+422.530 2+465.050 2+742.620 2+825.240 3+030.800 3+056.600 3+355.810 3+386.630 3+513.760 3+552.530 3+687.780 3707,48
2+380.000 2+660.000 3+005.000 3+325.000 3+475.000 3+667.480 4100
4,2 -0,6 -0,6 -1,3 -1,3 1,4 1,4 2,4 2,4 -0,8 -0,8 0,6 0,6 1
-0,6 -1,3 1,4 2,4 -0,8 0,6 1
33,29 0 42,52 0 82,62 0 25,8 0 30,81 0 38,76 0 20,3
33,29 0 42,52 0 82,62 0 25,8 0 30,81 0 38,76 0 19,7
Fuente: Los autores, basados en Tesis “Mejoramiento y rectificación de la vía Paipa – Pantano de Vargas” 2002 Figura 18. Alineamiento vertical vía Paipa – Pantano de Vargas
Fuente: Los autores, IHSDM – view highway 4.2.4 Sección transversal de la vía “Road cross section” ·
Ancho de carril.
En la tabla 12, se identifican los valores de las secciones transversales incorporados en el software en base a la información obtenida en campo. La información necesaria es: abscisa inicial y final, carril en el que se mide la anchura (pueden ser ambos carriles “Both”, izquierda “Left” o derecha “Right”), prioridad (este ítem hace referencia a la ubicación que tiene el carril con respecto al centro de la vía), tipo (este ítem hace referencia a cómo se desplaza el vehículo y en qué tipo de carril, por ejemplo: a través del carril “Thru lane”, carril de giro “Turn lane element”, carril de aceleración o desaceleración “acceleration or desaceleration lane” , carril de bicicletas “bike lane” y carril de parqueo “parking lane”), ancho inicial y ancho final del carril (hace referencia a la longitud transversal que presenta una sección a través de un tramo) y posibilidad de adelantamiento
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Tabla 12. Información secciones verticales vía Paipa – Pantano de Vargas. lane INFORMACIÓN DEL CARRIL star sta
end sta
side of road
priority
type
start width
end width
passed prohibited on opposing
Abscisa incial
Abscisa final
Carril en el que se mide
Prioridad
Tipo
Ancho inicial
Ancho final
Prohibición de adelantamiento
0 500 1000 1500 1500 2000 2000 2500 2500 3000 3000 3500 3500
500 1000 1500 2000 2000 2500 2500 3000 3000 3500 3500 3740 3740
both both both Left Right Left Right Left Right Left Right Left Right
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Thru Thru Thru Thru Thru Thru Thru Thru Thru Thru Thru Thru Thru
2,75 2,6 2,9 2,95 2,9 2,85 2,8 2,85 3 2,85 3,75 3,9 3,6
2,9 2,95 2,9 2,85 2,8 2,85 3 2,85 3,75 2,85 3,6 3,6 3,6
true true true true true true true true true true true true true
Fuente: Los autores ·
Sección transversal.
El parámetro referenciado en este apartado es la tabla de peraltado y bombeo presentes en la vía, información basada en el trabajo de grado “Mejoramiento y rectificación de la vía Paipa – Pantano de Vargas” 2002, se aprecia que el peralte máximo en curva es del 8% y bombeo normal del 2% en tangente. La tabla de peraltado es consistente al perfil horizontal de la vía. Los parámetros se referencian en la tabla 13.
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Tabla 13. Peralte y bombeo de la vía. station Abscisa 0 33,11 73,11 73,11 157,56 157,56 197,56 335,56 365,66 365,66 413,5 413,5 443,5 446,55 476,55 476,55 539 539 569 630,34 660,34 660,34 705,11 705,11 735,11 748,55 782,55 782,55 830,97 830,97 865,97 1091,81 1244,64 1244,64 1279,64 1296,29 1331,29 1331,29 1464,97 1464,97 1499,97
side of road
cross slope
Lado de la calzada Both Both Right Left Right Left Both Both Right Left Right Left Both Both Right Left Right Left Both Both Right Left Right Left Both Both Right Left Right Left Both Both Left Right Both Both Right Left Right Left Both
Pendiente transversal -2 -2 -8 8 -8 8 -2 -2 8 -8 8 -8 -2 -2 -8 8 -8 8 -2 -2 8 -8 8 -8 -2 -2 -8 8 -8 8 -2 -2 -8 8 -2 -2 -8 8 -8 8 -2
station Abscisa 1504,98 1557,19 1557,19 1592,19 1632,18 1677,18 1677,18 1733,78 1733,78 1778,78 1794 1829 1829 2016 2016 2051 2074,74 2119,74 2119,74 2152,69 2152,69 2197,69 2330,36 2380,36 2380,36 2547,49 2547,49 2597,49 2754,37 2794,37 2794,37 2850,16 2850,16 2890,16 2930,95 2975,95 2975,95 2997,02 2997,02 3042,02 4100
side of road cross slope Lado de la calzada Both Right Left Both Both Right Left Right Left Both Both Right Left Right Left Both Both Right Left Right Left Both Both Right Left Right Left Both Both Right Left Right Left Both Both Right Left Right Left Both Both
Pendiente transversal -2 8 -8 -2 -2 -8 8 -8 8 -2 -2 8 -8 8 -8 -2 -2 -8 8 -8 8 -2 -2 -7,8 7,8 -7,8 7,8 -2 -2 8 -8 8 -8 -2 -2 -8 8 -8 8 -2 -2
Fuente: Los autores, basados en Tesis “Mejoramiento y rectificación de la vía Paipa – Pantano de Vargas” 2002
77
4.3 METODOLOGÍA PARA LA INTRODUCIR LA INFORMACIÓN DE LA VÍA DE ESTUDIO EN EL SOFTWARE IHSDM 4.3.1 Ejecutar el programa IHSDM.exe desde el icono de inicio en el escritorio.
4.3.2 Creación de un nuevo proyecto. En la pantalla principal se muestra el botón para crear un proyecto nuevo y el asistente para editar las propiedades del proyecto; como son nombre, comentarios, descripción y el sistema de unidades de medida. Figura 19. Creación de un nuevo proyecto en el software IHSDM
Fuente: Los autores 4.3.3 Creación de una nueva carretera Se procedió a la creación de la carretera vinculada al proyecto, para lo cual el programa dispone de un asistente para la definición y la inserción de los atributos de la nueva carretera. El programa requiere que en este paso se definan: el nombre, comentarios y descripción asignada a la carretera; así como de la estación inicial y final del tramo de carretera, el peralte máximo y la pendiente transversal (el programa define las unidades de medida).
78
Figura 20. Creación de una nueva carretera en el software IHSDM
Fuente: Los autores 4.3.4 Edición de los elementos de la carretera. El formulario de edición de datos de carretera, Highway Editor, proporciona una forma sencilla pero lenta de introducir las características del tramo a estudiar. Otra forma, mucho más ágil, es trabajar directamente con el fichero de texto que genera el programa para cada carretera. Éste contiene todos los datos separados por un título que diferencia cada elemento introducido.
79
· La edición de los datos necesarios para aplicar el módulo PRM se dividen en dos; los datos necesarios, que corresponden a alineamiento horizontal, vertical y velocidad de diseño, sin los cuales ningún módulo podría evaluar una carretera; y los datos secundarios, que corresponden a diferentes parámetros geométricos que se dispongan de la carretera de estudio. Para el caso del proyecto además del alineamiento horizontal (tabla 10) y vertical (tabla 11), se disponía de información general de la vía (tabla 08), como tipo de capa de rodadura, clasificación funcional, volúmenes de tránsito, registro histórico de TPDA (tabla 09), información de carril (tabla 12) y pendiente transversal de la carretera (tabla 13). En la figura 21 se da un ejemplo de la introducción del alineamiento horizontal en la interfaz del software desde el fichero Excel donde está disponible la información. Figura 21. Introducción de la información del módulo PRM al software IHSDM.
Fuente: los autores
80
· Los datos necesarios para realizar la evaluación con el módulo DCM corresponden a alineación horizontal y vertical, velocidad de diseño, velocidad deseada, límite de velocidad y tipo de zona lateral. La información de alineamientos se introduce como en el apartado anterior, no obstante, información como velocidad deseada es posible introducirla sin mayor trabajo directamente en la interfaz del software como se muestra en la figura 22.
Figura 22. Introducción de información del módulo DCM al software IHSDM
Fuente: Los autores 4.3.5 Evaluación de la carretera con el software IHSDM Una vez introducida y salvada toda la información necesaria y disponible de la carretera, se procede a realizar las evaluaciones necesarias para el tema o proyecto de investigación, la evaluación nos pide información adicional como tipo de evaluación, política de diseño, vehículo de diseño, tipo de proyecto, año de evaluación y parámetros de evaluación, no obstante dependiendo del tipo de evaluación se pide información específica adicional. Para realizar un ejemplo del procedimiento de evaluación, se muestra en la figura 23 los pasos para realizar la evaluación con el modulo DCM, los resultados de la evaluación se muestran automáticamente una vez terminada la evaluación en ficheros PDF, HTML o .txt, según la configuración de reportes que se tenga por defecto.
81
Figura 23. Procedimiento para realizar una evaluación con el software IHSDM
82
Fuente: Los autores
83
4.4 ANÁLISIS DE LAS SALIDAS DEL MÓDULO PRM “REPORTE DE EVALUACIÓN DE LA REVISIÓN DE LA POLÍTICA” 4.4.1 Ancho de calzada “Traveled way width”. En esta tabla se realiza la comparación de la anchura de la calzada en cada punto con la que debería tener según la norma (ver anexo B1). Esta comparación se realiza en función de elementos como velocidad, clasificación de la carretera, tipo de terreno, volumen de tráfico y radio. La tabla 14 nos permite apreciar las clasificaciones de diferentes puntos y los parámetros que en ella intervienen. Tabla 14. Ancho de calzada Start Location
End Location
Road Road TWW (m) Widening (m)
Policy TWW (m)
Policy Curve Widening (m) Radius (m)
Abscisa inicial
Abscisa final
Ancho de Ancho de Sobreancho calzada calzada según en curva (m) (m) la política (m)
0
33.11
5.51
0
6
33.11
73.11
5.53
0
6
0.83
335.56
365.66
5.71
0
6
365.66
413.5
5.73
0
6
2+597.490 2+754.370
6.11
0
2+890.160 2+930.950
6.47
0
Sobrenacho en curva según la política (m)
Radio de curvatura (m)
Speed (km/h)
AADT (vpd)
Tránsito Velocidad promedio de diseño diario (Km/h) anual 40
71
130
40
71
Not available
40
40
71
Not available
40
40
71
6
40
345
6
40
345
Comment
comentario Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria For policy Norma Colombiana, no minimum curve widening For policy Norma Colombiana, no minimum curve widening Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria
Fuente: Los autores Con base en la tabla anterior se pueden definir las siguientes clasificaciones: ·
En azul, si cumple la norma
· Color blanco: “Road value varies from controlling criteria” Valores de la carretera varían según criterios de control · Color café: “no minimum curve widening” No se encuentra especificado el sobrancho mínimo para las curvas recomendado por la política. En general se observa que no muchos puntos de la carretera cumplen con este criterio. El anexo B1 “Traveled way width - ancho de calzada” se puede apreciar que existen abscisas donde el ancho de la vía es menor al recomendado en la política, no obstante también existen abscisas donde no se especifica sobreancho, ésto es debido a que el trazado horizontal no está normalizado, ya que para la velocidad de diseño, intensidad de tráfico y peralte máximo de la carretera, el radio
84
mínimo es de 41 m. Por lo tanto no hay sobreancho normalizado para curvas con radios inferiores. 4.4.2 Longitud curvas horizontales “Horizontal Curve Length”. Aquí se compara el radio de curvatura con el radio mínimo exigido por la norma preestablecida. Las clasificaciones que se muestran en el anexo B2 correspondiente a este parámetro, se resumen en la tabla 15. Tabla 15. Longitud de curvas horizontales Central Angle (deg) Longitud Longitud de la Ángulo de velocidad de de la curva curva según deflexión diseño (Km/m) (m) política (m) (deg)
Start Location
End Location
Curve Policy Length Speed (km/h) Length (m) (m)
abscisa inicial
abscisa final
33.11
197.56
164.45
120
40
54.85
335.56
443.5
107.94
120
40
111.57
446.55
569
122.45
120
40
132.42
630.34
735.11
104.77
120
40
107.1
Comment
Comentario Road value is within recommended values Road value varies from recommended values Road value is within recommended values Road value varies from recommended values
Fuente: Los autores Para éste parámetro se tienen las siguientes clasificaciones: · Color café: “Road value is within recommended values” los parámetros cumplen con la norma establecida · Color blanco: “Road value varies from recommended values” los valores de la carretera son menores que el valor recomendado por la norma. En base al anexo B2, se puede determinar que existen curvas que no cumplen este criterio, estas curvas pueden generar inseguridad y/o incomodidad en la operación de la vía, por lo cual es necesario tomar medidas preventivas como señalización en estas abscisas. 4.4.3 Pendiente longitudinal “Tangent grade”. Se analiza la pendiente longitudinal de las alineaciones rectas. De esta manera, en el anexo B3, se puede observar que la vía cumple perfectamente con las especificaciones. Los parámetros relacionados se pueden apreciar en la tabla 16 para algunas abscisas de la vía.
85
Tabla 16. Pendiente longitudinal Start Location
End Location
Road Grade (%)
Abscisa inicial
Abscisa final
Pendiente Pendiente longitudinal longitudinal según política (%) (%)
Policy (%)
Policy Allowance (%)
Tangent Length (m)
Tolerancia según política
Longitud de velocidad la tangente de diseño Comentario (m) (Km/h)
Speed (km/h)
419.642
580
9.5
0.30 to 12.00
2
160.36
40
585.075
910
7.7
0.30 to 12.00
2
324.92
40
Comment
Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria
Fuente: Los autores 4.4.4 Curva vertical “Vertical curve”. Este parámetro se analiza por medio de la variable K que está en función de la velocidad de diseño. De igual manera el software establece la velocidad efectiva, cuyo valor indica la máxima velocidad con la cual el vehículo de diseño puede transitar de forma segura. La tabla 17 nos permite apreciar los valores que intervienen en este análisis. Tabla 17. Curva vertical Effective Curve Curve Speed Design Type Length (m) (km/h) Speed (km/h) K evaluado Velocidad de Tipo de Longitud Velocidad según diseño curva de curva de diseño política efectiva
Start Location
End Location
Road K Value Policy K (m/%) Value (m/%)
Abscisa inicial
Abscisa final
K evaluado para la carretera
100
116.88
9.38
9
42
Sag
16.88
40
335.001
419.641
15.11
4
67
Crest
84.64
40
580.008
585.068
2.81
9
22
Sag
5.06
40
910.008
917.248
4.83
9
29
Sag
7.24
40
Comment
Comentario Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria
Fuente: Los autores Observando la tabla de valores y el anexo B4 se aprecia que existen curvas donde no se cumple la norma, las curvas criticas son la 3 y 4 donde se aprecia que el valor K ésta muy por debajo de las especificaciones, en estos puntos de debería realizar verificación de los diseños o razones por las cuales se adoptaron dichos criterios en el diseño de estos elementos.
86
4.4.5 Distancia de visibilidad de parada “Stopping sight distance” (SSD). Para este parámetro el programa elabora dos tipos de salidas, una tabla de resultados, mostrada en el anexo B5 y en la tabla 18 y una salida gráfica, no obstante el programa en ambas salidas arroja resultados para ambos sentidos de circulación. El software, después de calcular las distancias de visibilidad de parada en distintas abscisas, las compara con la mínima que exige la norma. Tabla 18. Distancia de visibilidad de parada Start Location Abscisa inicial
Speed (km/h) longitud de Mínima Velocidad Lado de carretera DVP según de diseño Abscisa final la calzada (m) política (m) (Km/h)
End Location
Side of Road
Road (m)
Policy (m)
0
4+048.200
Right
4048.2
50
40
4+049.500
4+100.000
Right
50.5
50
40
0
49.4
Left
49.4
50
40
50.7
4+100.000
Left
4049.3
50
40
Fuente: los autores Figura 24. Distancia de visibilidad de parada
Fuente: Los autores, IHSDM - Reporte del Módulo PRM 87
Comment Comentario Road value is within controlling criteria Can't calculate available vertical SD Can't calculate available vertical SD Road value is within controlling criteria
Como se muestra en la figura 24, el programa correlaciona tanto el alineamiento horizontal, alineamiento vertical y la velocidad de diseño en el cálculo de la distancia de visibilidad de parada. En base a los reportes mostrados, podemos apreciar que la vía cumple perfectamente con el criterio de distancia de visibilidad de parada. Este criterio cumple perfectamente debido a la baja velocidad de diseño. No obstante para los tramos desde el K0+300 al K0+800 y K1+200 al K1+700 sentido Pantano de Vargas – Paipa, se debería tomar medidas preventivas como reductores de velocidad o señalización, ya que la velocidad de operación oscila los 50 Km/h y corresponde una distancia de visibilidad de parada de 65 m, con lo cual estos tramos dejan de cumplir con el criterio y se convierten en tramos críticos en la seguridad de la operación de la vía. La tabla muestra una clasificación como “Can't calculate available vertical SD” lo cual indica que el software no puede calcular la distancia de visibilidad de parada, debido a que toma como fin de la carretera la abscisa K4+100 y no es posible proyectar el análisis por fuera de este límite, lo cual no corresponde a la realidad donde la carretera continua, y con base en la observación propia de la vía se puede determinar que en este tramo se puede realizar perfectamente maniobras de parada. 4.4.6 Distancia de visibilidad de adelantamiento “Passing sight distance” (PSD). Al igual que SSD, el software elabora dos reportes en los cuales indica los tramos en los que es posible realizar maniobras de adelantamiento. El anexo B6 nos muestra el reporte tabular, donde se aprecia con más detalle y clasificación la comparación del valor real Vs el valor calculado del PSD. La tabla 19 presenta las clasificaciones resumidas del anexo B6 de forma que se pueda analizar su contenido. No obstante para este caso en particular es más sencillo observar la situación de la vía en el reporte gráfico, ya que un solo tramo importante de carretera es adecuado para realizar esta maniobra, este tramo corresponde en el sentido Pantano de Vargas – Paipa desde el K3+300 – K4+100 (el programa determina que en el último tramo K3+600 – K4+100 no se pueden realizar estas maniobras ya que se establece como final de la carretera el K4+100 lo cual es poco realista en el sentido que la carretera continua su trayectoria); en el sentido Pantano de Vargas – Paipa el tramo donde se puede realizar la maniobra de adelantamiento se reduce considerablemente por la presencia de una curva horizontal en la abscisa K3+000, así el tramo seguro para adelantamiento es de aproximadamente 540 m desde el K3+560 al K4+100 . Lo anterior se puede apreciar en la figura 25 para los dos sentidos de circulación.
88
Tabla 19. Distancia de visibilidad de adelantamiento. Start Location
End Location
Side of Road
Abscisa inicial
Abscisa final
885.6
2+971.680
Right
3+148.800 3+286.560
Right
3+306.240 3+817.920 3+837.600 4+100.00
Right Right
Speed (km/h)
Comment
DVA según política (m)
Velocidad de diseño (Km/h)
Comentario
55
270
40
Road value may vary from recommended values, check obstructions beyond shoulder; source of SD limitation is horizontal alignment
184
270
40
270 270
40 40
Road (m) Policy (m)
Lado de la longitud calzada (m)
Road value varies from recommended values; source of SD limitation is vertical alignment Road value is within recommended values Can't calculate available vertical SD
Fuente: Los autores Figura 25. Reporte gráfico de la distancia de visibilidad de adelantamiento.
Fuente: Los autores En la figura 25 se aprecia la condición en la que se encuentra el tramo en lo pertinente a PSD, se aprecia las bandas de PSD mínimas para cada sentido (bandas color café y azul) y se establece que las oportunidades de adelantamiento solo se presentan en un tramo de 800 m en la abscisa K0+000 hasta el K0+800 en sentido Paipa – Pantano de Vargas, en el resto del tramo las posibilidades de adelantamiento son lejanas a la mínima distancia de adelantamiento permitida para estas condiciones. 89
Esta información también permite verificar los requisitos sobre el porcentaje (%) de tramos que debe permitir adelantamiento en una vía, en base tabla 20 del INVIAS. Tabla 20. Oportunidades de adelantar por tramos de cinco kilometros
Fuente: Manual de diseño geométrico INVIAS 2008, página 64. Con base en los datos obtenidos de los reportes, podemos definir que la carretera dispone aproximadamente de 20% (800 m) de su longitud de zonas de adelantamiento, lo cual se ajusta al mínimo especificado por la norma INVIAS 2008
4.5 ANÁLISIS DE LAS SALIDAS DEL MÓDULO DCM “REPORTE DE EVALUACIÓN DE LA CONSISTENCIA DE DISEÑO”
4.5.1 Percentil 85 de velocidades “V85 speed profile coordinates”. La tabla 21 da una idea de los parámetros establecidos en este reporte (ver anexos C1 y C2), aquí el software realiza un análisis en donde determina la condición de la velocidad de operación con respecto a la velocidad de diseño y determina si ésta es baja, normal o alta, para el caso de estudio es baja (low speed). Tabla 21. Percentil 85 de velocidades, sentido Pantano de Vargas - Paipa Station Abscisa 157.56 205.567 299.35 365.66 413.5
Segment Type Tipo de segmento Non-Curve Non-Curve Non-Curve Curve Non-Curve
V85 Speed (km/h) Percentil 85 de velocidades (Km/h) 66 71 71 53 53
Speed Model Modelo de velocidad Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed
Fuente: Los autores En el sentido Pantano de Vargas – Paipa. El software muestra la relación existente entre el percentil 85 de velocidades (V85) por cada segmento de vía, el cual puede ser en curva o en tangente (ver anexo C1). 90
Igualmente para el sentido Paipa - Pantano de Vargas, se establece la relación entre la velocidad de operación con respecto a la velocidad de diseño, igualmente baja (low speed) respecto al V85 de la velocidad de operación estimada en los puntos donde existen cambios en dicha velocidad, como se muestra en el anexo C2. 4.5.2 Diferencia de velocidades en elementos adyacentes “Speed differential of adjacent design elements”. El reporte relaciona la diferencia de velocidades de elementos consecutivos tangente – curva – tangente. De acuerdo a la tabla 22 donde se muestran las condiciones y parámetros relacionados a este ítem; se establecen las siguientes condiciones: Tabla 22. Diferencia de velocidades entre elementos consecutivos. Station of Max Speed on Preceding Element
Max Speed on Preceding Element (km/h)
Start of Curve
Speed on Curve (km/h)
Speed Differential (km/h)
Condition
Abscisa de máxima velocidad Abscisa de Velocidad Diferencial máxima velocidad en elementos Inicio de en curva de velocidad Condición en elementos precedentes (km/h) curva (Km/h) (Km/h) precedentes 0 205.567 457.529 623.735 763.848
67 71 59 63 61
73.11 365.66 476.55 660.34 782.55
66 53 53 53 55
1 17 6 10 5
1 2 1 2 1
Fuente: Los autores ·
Condición 1: (V85 Tangente - V85 Curva) < 10 km/h
·
Condición 2: 10 km/h < (V85 Tangente - V85 Curva) < 20 km/h
·
Condición 3: 20 km/h < (V85 Tangente - V85 Curva)
Donde: V85Tangente: Estimación del percentil 85 de las velocidades de operación en Tangente. V85 curva: Estimación del percentil 85 de las velocidades de operación en secciones adyacentes a las curvas. Para el caso de estudio en el sentido Pantano de Vargas – Paipa (anexo C3), se estableció que en las curvas presentes en las abscisas (K0+365.660, K0+660.340 y K1+331.290) se referenciaron con condición 2, en donde la diferencia de estas 91
velocidades de operación es 17, 10 y 12 km/h respectivamente debido a los radios de curvatura que presentan estas curvas y esta condición ocasiona que los vehículos reduzcan de forma considerable su velocidad. El resto de secciones no reducen su velocidad de operación en más 10 km/h. De la misma forma para el sentido Paipa – Pantano de Vargas (anexo C4) se observó que las abscisas (K0+539 y K0+830.97) se referenciaron con condición 2 debido a que la diferencia entre la máxima velocidad estimada en curva y la velocidad de operación estimada es de 10 y 18 km/h respectivamente. En este sentido de circulación se presentan menores inconsistencias en el diseño que en el sentido Pantano de Vargas – Paipa, debido a que la percepción de las distancias de entrada y salida de las curvas es distinta en cada sentido. 4.5.3 Resultados de la evaluación de consistencia de diseño “Design consistency results”. La salida gráfica del programa utiliza las velocidades estimadas, deseadas y la calculada por el modelo TWOPAS, y establecen las secciones en donde existen saltos importantes de velocidad. Realizando un análisis los resultados de la evaluación, se determina que la velocidad de operación a flujo libre estimada por el software es mayor que la velocidad de diseño (40Km/h), lo cual es evidente en la operación actual de la vía, lo anterior es más evidente en el principio de la vía (sentido Paipa – Pantano de Vargas) donde las condiciones geométricas y operativas son muy buenas y proporcionan la posibilidad de recorrer la vía a velocidades que oscilan los 70 Km/h.
92
Figura 26. Resultado de la evaluación con el módulo DCM, sentido Pantano de Vargas - Paipa
Fuente: Los autores, IHSDM - Reporte del módulo DCM En la figura 26, se observa el resultado de la evaluación de consistencia de diseño para el tramo de estudio en el sentido Pantano de Vargas – Paipa, las banderas que se observan en esta figura señalan los puntos donde se debe presentar una desaceleración para entrar a una curva sin peligro, el color de la bandera indica la importancia de la disminución de la velocidad. No obstante el software determina la variación de velocidades en segmentos adyacentes y muestra las condiciones operativas de elementos consecutivos, clasificándolos así: la bandera amarilla indica que existe una disminución de velocidad superior a 10 km/h, y las banderas verdes indican que la disminución de velocidad para estos puntos no excede los 10 km/h, lo que se puede contrastar con la tabla 22 y el anexo C3 donde se muestra la condición para cada uno de los elementos de la vía.
93
Figura 27. Resultado de la evaluación con el módulo DCM, sentido Paipa – Pantano de Vargas.
Fuente: Los autores, IHSDM - Reporte del módulo DCM En la figura 27 se establecen los resultados de realizar la evaluación con el módulo DCM, en el sentido Paipa – Pantano de Vargas para el cual se establecieron dos puntos con condición 2, ya que presentan disminuciones considerables en la velocidad en cada punto, que es dada por el perfil de percentiles (V85), en este sentido de viaje es posible que el usuario se desplace con una velocidad más constante que en el sentido Pantano de Vargas – Paipa.
94
5.
IMPLEMENTACIÓN DEL MÓDULO PREDICCIÓN DE ACCIDENTALIDAD CPM
Uno de los espacios más críticos en la gestión de una carretera es la falta de un método fidedigno para estimar los resultados de seguridad. CPM suple este vacío, estimando la frecuencia de los accidentes esperados y su gravedad, en un tramo de carretera de dos carriles existente o proyectada, en función de su alineación vertical y horizontal, su sección trasversal, intensidad de tráfico, entorno de la calzada e intersecciones existentes y la distribución del tráfico en ellas. Los resultados no sólo se basan en las características de la carretera, sino que también pueden tener en cuenta datos de accidentes en el pasado. En el caso de este proyecto, no se han incluido estos datos ya que se desconocen, pero se obtienen estimaciones de las tasas y frecuencias de accidentes, con base en las calibraciones propias del modelo. Cada país puede calibrar el módulo con su propia experiencia en accidentalidad en base a los factores de modificación de accidentes expuestos en la sección 3.1 del presente trabajo de investigación, en la sección 7.1 se muestran los análisis de resultados obtenidos para mostrar la forma de aplicar este modulo y el enfoque que se le debe dar al análisis de los reportes. El proyecto de investigación en maestría del grupo GIDOT adscrito a la facultad de ingeniería de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, titulado “ANÁLISIS CORRELACIONAL ENTRE DISEÑO GEOMÉTRICO Y ACCIDENTALIDAD EN CARRETERAS COLOMBIANAS DE DOS CARRILES MEDIANTE IHSDM”, pretende hacer las calibraciones respectivas para adaptar el módulo CPM a las condiciones colombianas.
5.1
ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL MODULO CPM
El último módulo es el CPM, que sirve para estimar la frecuencia de accidentes que se producirán en un período de tiempo, en este caso de seis años, basándose
95
en modelos experimentales, y dando la posibilidad de introducir datos históricos que se promediarían con los datos calculados. Analizando los reportes, se puede ver en el anexo D1, la división del tramo por segmentos, recogiendo de cada uno su longitud, anchura, arcenes, densidad de accesos, categoría de peligrosidad del borde de la carretera, número de curva, pendiente, carriles adicionales y carriles de giro a la izquierda. Divide el tramo en 48 segmentos. El reporte mostrado en el anexo D2, muestra las frecuencias y los accidentes totales estimados, diferenciando después entre accidentes con heridos y accidentes con daños. En el anexo D3 se recoge la distribución por tipo de los accidentes estimados, siendo en este caso las más importantes las colisiones de un solo vehículo, frente a las múltiples, y dentro de ellas las colisiones con animales y las salidas de carretera. El análisis continúa con una distribución de los accidentes entre todos los segmentos (anexo D4) mostrando la mayor concentración de accidentes en las curvas 2,3,4 y 5 donde la topografía es más abrupta y finaliza con los resultados que se muestran en la figura 13. Ésta se divide 4 partes: ·
Perfil longitudinal
·
Radio de curvatura horizontal
· Índice de accidentalidad por segmento (accidente/km/año) en azul y línea de escala móvil en verde, que pretende suavizar el índice anterior, haciendo medias en longitudes de anchura fija dada. ·
Índice de accidentalidad por alineación horizontal (accidente/km/año)
La línea verde da una idea más clara de la accidentalidad en el tramo que la línea azulo la roja, que pueden resultar engañosas. Como se puede observar las partes más peligrosas de este tramo serían del K0+365 al K0+413, K0+476 al K0+539, K0+660 al K0+705, K2+794 al K2+850 y K2+975 al K2+997.
96
Figura 27. Crash Distribution “distribución de la accidentalidad”
Fuente: Los autores, IHSDM - Reporte del módulo CPM
97
6.
CONCLUSIONES
· Se logró identificar las características principales de los módulos del software IHSDM 7.0, sus limitaciones, cualidades y aportes que pueden generar futuras investigaciones en los procedimientos de calibración de parámetros y aplicación en auditorías viales en pro de la mejora en la seguridad vial. · La adaptación de forma adecuada de la normativa colombiana INVIAS 2008, a los requerimientos del software que se encuentran basados en la normativa AASHTO 2004, permitió identificar conceptos, referencias AASHTO, ecuaciones y variables que se condensaron en tablas relacionadas en función de los parámetros descritos por el software, de manera tal que pudiera alimentar el software IHSDM V7.0. · Se elaboraron los archivos necesarios para introducir la normativa Colombiana INVIAS 2008 en el software IHSDM y con ello se pudo evaluar cada uno de los módulos con la política del país. Los archivos creados son una hoja de Excel, donde se puede apreciar la adaptación y equivalencia de cada uno de los parámetros, sus referencias AASHTO e INVIAS y las consideraciones realizadas en cada uno de sus elementos; y dos archivos (.SJO y .XML) que permiten introducir la normativa INVIAS 2008 al software IHSDM para que pueda ser utilizada por cualquier usuario. · Se elaboró una guía práctica de instalación, que le evita a nuevos usuarios incurrir en errores comunes, errores que fueron vivencia de este trabajo de grado y no se encontraban referenciados en ningún otro documento. · En el tramo estudiado se puede dividir en dos secciones de acuerdo a su topografía y tránsito; la primera sección del K0+000 al K2+100, es decir de la salida del municipio de Paipa a el sector de las piscinas municipales, presenta mejores alineamientos tanto en horizontal, vertical y en sección transversal, lo que genera una mejor consistencia del diseño con respecto a la normativa. Este tramo presenta mejores condiciones para que el usuario realice maniobras de detención en presencia de obstáculos que ameriten este tipo de acciones; además presenta la única zona en la cual se pueden realizar maniobras de adelantamiento en condiciones segura. La segunda sección del K2+100 al K4+100 sentido Paipa – Pantano de Vargas, debido a su topografía y elementos de diseño, presenta mayores inconsistencias 98
en el diseño con respecto a la política de diseño, dando una mayor sensación de inseguridad, evidenciada en los pocos tramos o puntos de tramo donde se pueden realizar maniobras de parada y la imposibilidad de realizar acciones de adelantamiento en toda su longitud. · El estudio permitió identificar el tramo K0+000 al K0+800 sentido Pantano de Vargas - Paipa como inconsistente, debido a que existen grandes variaciones en el perfil estimado de velocidades V85 en elementos consecutivos, estableciendo a este tramo la condición 2, en donde la diferencia entre el percentil 85 de velocidades en elementos consecutivos oscila entre 10Km/h y 20 Km/h. Lo anterior es coherente con lo realmente experimentado en este tramo al transitar por él. · Para una condición de diseño MALA (condición 3), se evidencia la necesidad de efectuar un rediseño debido a la alta posibilidad de encontrar condiciones de tránsito inseguras, el cual no es evidenciado en la vía estudiada. Para una calificación REGULAR (condición 2), con una diferencia entre 10 y 20 km/h se debería mejorar la señalización y las condiciones de visibilidad para minimizar la posibilidad de encontrar escenarios imprevistos de alta peligrosidad al transitar por la vía, finalmente para una clasificación BUENA (condición 1) se puede conservar el diseño siempre y cuando se haga un seguimiento continuo al estado de la vía, asegurando la sensación de comodidad y seguridad en el usuario. · Aunque no se tuvieron datos históricos de accidentalidad, se corrió, implementando el módulo CPM, obteniendo resultados de tasas y frecuencias de accidentes, de las cuales se pueden destacar los accidentes que involucran un solo vehículo y dentro de ellas aquellos accidentes que involucran colisiones con animales y salidas de la carretera y que debido a la falta de zonas laterales y bermas adecuadas adyacentes a la vía, pude aumentar la severidad de dichos accidentes. Los puntos encontrados como críticos son: K0+365 al K0+413 y del K0+476 al K0+539, K0+660 al K0+705, K2+794 al K2+850 y K2+975 al K2+997 y representan los puntos donde la combinación de un diseño inconsistente, falta de señalización y factores asociados al conductor, reflejan importantes tasas de accidentalidad en un periodo determinado. · El software IHSDM constituye un gran aporte técnico que permite realizar un análisis de forma rápida y eficaz de la seguridad operativa de una carretera nueva o en un trazado existente. Además se evidencia que permite actuar como 99
sistema de control de calidad de los diseños de un proyecto en las fases de planeación, con lo cual lograr mayor ponderación a las expectativas del conductor en cuanto a su seguridad y comodidad. · La adaptación de la normativa que utiliza el programa, a la política colombiana actual representa un avance muy importante en el camino hacia la utilización de este programa en nuestro país. No obstante existen algunas limitaciones que desmotivan el uso de este tipo de herramientas como, la automatización del paso de los ficheros de dibujo utilizados actualmente en los programas comerciales de CAD al formato LandXML, que es el que utiliza IHSDM; la falta de bases de información de nuestras vías, lo cual representa una limitante importante en la aplicación del programa, ya que si es bien sabido “información confiable representa resultados confiables” y la falta de éstos minimiza las posibilidades del uso del software.
100
7.
RECOMENDACIONES
· Para una adecuada utilización del software IHSDM, se deben tener en cuenta las recomendaciones de instalación mencionadas en este trabajo, para evitar problemas comunes como: errores en los resultados, omisión de resultados y gráficas y dificultades en la introducción de datos. · Las entidades gubernamentales y encargadas de administrar las vías nacionales, deberían implementar bases de datos de acceso público, donde investigadores de nuevas tecnologías puedan encontrar información pertinente acorde a sus necesidades y sirva de medio para dar a conocer el estado y resultados de estas investigaciones. · Antes de implementar cualquier herramienta innovadora o de la cual no se tenga conocimiento, es necesario realizar una exhaustiva investigación para determinar los requerimientos, crear un plan metodológico que nos permita desarrollar el trabajo de forma eficaz y conocer los resultados y el tipo de detalle que puede ofrecer el software, programa o tecnología a implementar. · Se recomienda continuar con investigaciones del software IHSDM, donde se implementen los módulos, se calibren los parámetros requeridos a las condiciones colombianas y se amplíen los conocimientos de todos los módulos que se encuentran en el software. Con el fin de consolidar esta herramienta en proyectos de infraestructura del país y analizarlos desde la perspectiva de seguridad y comodidad. · Se recomienda la implementación del software IHSDM en auditorias viales por parte de entidades como el INVIAS y secretarias de tránsito e infraestructura departamentales, ya que no representa ningún costo de adquisición y la única información requerida es aquella que las entidades deberían tener de las vías a su cargo.
101
BIBLIOGRAFÍA E INFOGRAFÍA
· Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM). User’s Manual, Federal Highway Administration (FHWA), Febrero, 2011.
· Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Ministerio de transporte, SENA, Colciencias. Análisis de Tramos Críticos de Accidentalidad con el Programa IHSDM V. 3.00d, Mayo, 2008.
· Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM), Engineer's Manual, Federal Highway Administration Office of Safety Research and Development, Febrero, 2011.
· DAMIÁN HERNÁNDEZ Sergio, CHAVARRÍA VEGA Jesús, TÉLLEZ GUTIÉRREZ Rodolfo. Algunas consideraciones para implantar un programa de seguridad en carreteras, Publicación técnica no. 101, Sanfandila, 1998
· CASTRO M. Pardillo-Mayora. J.M. Sánchez. Alignment Indices as a Tool to Evaluate Safety and Design Consistency in Two Lane Rural Roads. EN. 3rd International Symposium on Highway Geometric Design. Chicago, USA, Junio 2005. · LANNON. Leiman, ARCHILLA. Adrian Ricardo, Adolf D. May. Twopas Model Improvements, University of California, California, USA, Julio 1998.
· KEYTE T. Calibration of Interactive Highway Safety Design Model: The Design Consistency Policy Module. Master of Engineering in Transportation Research Project Report, Dept of Civil Engineering, University of Canterbury, Christchurch, Nueva Zelanda, 2006
102
· SANCHEZ O. José Fernando. La evaluación de la consistencia del diseño geométrico de carreteras: un aporte a la seguridad vial. Universidad del Cauca, Colombia, 2007
· INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS, INVIAS. Manual de diseño geométrico de carreteras, Bogotá, Colombia: 2008.
· American Association of State Highway and Transportation Officials, AASHTO. Geometric Design of Highways and Streets, Estados Unidos: 2004.
· GRISALES, James Cárdenas. Diseño geométrico de carreteras. Bogotá D.C, colombia, 2002.
·
www.ihsdm.org.co
·
www.INVIAS.gov.co
103
ANEXOS
104
ANEXO A. ADAPTACIÓN DEL MÓDULO PRM DEL SOFTWARE IHSDM A LA NORMATIVA COLOMBIANA
A1. Scalar values “Valores escalares”
105
PARÁMETRO
E deviation
min rural e-max (AASHTO 2004, exhibit 3-25)
SUPERELAVATION PERALTE TRADUCCIÓN UNIDAD VALOR SEGÚN AASHTO VALOR SEGÚN INVIAS ECUACIÓN Y/O REFERENCIA El manual de diseño geométrico del INVIAS, no desviación del peralte con respecto a contempla rangos de error para % 0.1% 0.00% la norma ningún tipo de valores de peralte es posible trabajar con peraltes mínimo valor de peralte máximo en % 6% 6% de 6% en carreteras con bajos carreteras rurales radios y velocidad
max design speed (AASHTO 2004, exhibit 229)
máxima velocidad de diseño
km/h
130
130
INVIAS 2008, tablas 3.1 - 3.6
min design speed (AASHTO 2004, exhibit 2-29)
mínima velocidad de diseño
km/h
20
20
correspondiente a vías terciarias
COMPOUND CURVE RATIO RADIOS DE CURVAS COMPUESTAS PARÁMETRO TRADUCCIÓN UNIDAD VALOR SEGÚN AASHTO VALOR SEGÚN INVIAS ECUACIÓN Y/O REFERENCIA MAX CCR (AASHTO 2004, máxima relación en radios de curvas 1.5 2.5 INVIAS tabla 3.9 página 201) consecutivas. TANGENT GRADE PENDIENTE LONGITUDINAL PARÁMETRO TRADUCCIÓN UNIDAD VALOR SEGÚN AASHTO VALOR SEGÚN INVIAS ECUACIÓN Y/O REFERENCIA Mínumum grade (AASHTO pendiente mínima longitudinal de la % 0.3% 0.3% INVIAS 4.1.1 2004, páginas 236) carretera STOPPING SIGHT DISTANCE (AASHTO 2004, página 127) DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA PARÁMETRO TRADUCCIÓN UNIDAD VALOR SEGÚN AASHTO VALOR SEGÚN INVIAS ECUACIÓN Y/O REFERENCIA altura de los ojos del conductor para SSD Driver's Eye Height el cálculo de la distancia de visibilidad mm 1080 1100 INVIAS 2.3.4 de parada altura del objeto que debe ver el mm 600 200 INVIAS 2.3.5 SSD object height conductor para detenerse
SSD back up distance
SSD Vertical cutoff SSD distance from driver (AASHTO 2004, exhibit 372)
distancia anterior al VPC donde empieza el cálculo de la distancia vertical de visibilidad de parada
valor máximo para la distancia de visibilidad de parada distancia en la cual el conductor percibe el objeto para empezar la parada
incremento de distancia en donde se SSD driver's eye increment comprueba la localización de los ojos del conductor para empezar la parada
El estudio de estos parámetros fue realizado y presentado en manual de diseño geométrico AASHTO 2004; es por ello que este elemento mantiene el valor de la AASHTO
m
300
300
m
300
300
m
20
25
INVIAS Tp=2.5 s y Ve=130Km/h; Dpiev=0,278*Ve*Tp
m
1
1
El valor de este ítem toma por defecto el valor de la norma AASHTO 2004
incremento en la distancia del objeto m 1 0.65 INVIAS 2.3.4 para comprobar si es visible PASSING SIGHT DISTANCE (AASHTO 2004, página 127) DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE ADELANTAMIENTO PARÁMETRO TRADUCCIÓN VALOR SEGÚN AASHTO VALOR SEGÚN INVIAS ECUACIÓN Y/O REFERENCIA se considera para adelantamiento la altura del eje altura del objeto que debe ver el PSD Object height mm 1330 1350 de vista del conductor como la conductor para adelantar altura del objeto a adelantar distancia anterior al VPC donde empieza el cálculo de la distancia PSD back up distance m 800 815 vertical de visibilidad de adelantamiento valor máximo para la distancia de INVIAS tabla 2.9 "Ve=130 PSD vertical cutoff m 800 815 visibilidad de adelantamiento Km/h)" mínima distancia para que el PSD min distance from INVIAS Tabla 2.8 "d1 y Ve= 50m 50 45 conductor chequee la distancia de driver 65Km/h" adelantamiento incremento de distancia donde se comprueba la localización de los ojos PSD driver's eye increment m 10 20 INVIAS 2008, sección 2.3.4 del conductor para empezar el adelantamiento altura de los ojos del conductor para manual de diseño geométrico PSD driver's eye height el cálculo de la distancia de visibilidad mm 1080 1100 INVIAS 2008, 2.3.4 de adelantamiento incremento en la distancia del objeto manual de diseño geométrico PSD increment m 1 1.23 para comprobar si es visible INVIAS 2008, 2.3.4 DEICSION SIGHT DISTANCE (AASHTO 2004, página 127) DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE DECISIÓN PARÁMETRO TRADUCCIÓN VALOR SEGÚN AASHTO VALOR SEGÚN INVIAS ECUACIÓN Y/O REFERENCIA altura de los ojos del conductor para manual de diseño geométrico el cálculo de la distancia de visibilidad mm 1080 1100 DSD driver's eye height INVIAS 2008, 2.3.4 de adelantamiento altura del objeto que debe ver el conductor para decidir la acción a DSD object height mm 600 200 INVIAS 2.3.5 realizar incremento de distancia donde se El valor de este ítem toma por comprueba la localización de los ojos DSD driver's eye increment m 1 1 defecto el valor de la norma del conductor para decidir la acción a AASHTO 2004 realizar SDD increment
106
A2. Travel way width by ADT “Ancho de la vía teniendo en cuenta TPD”
Funtional class Clasificación de la vía Arterial Arterial Arterial Arterial Arterial Arterial Arterial Arterial Arterial Arterial Arterial Arterial
TRAVEL WAY WIDTH BY ADT ANCHO DE LA CALZADA TENIENDO EN CUENTA TPD Terrain Desing speed (km/h) Max ADT (VPD) Width (m) Min ADT (VPD) Velocidad de Diseño Ancho de la Min TPD (Veh Tipo de terreno Max TPD (Veh por día) (km/h) Vía (m) por día) level 80 10000 7.3 501 level 90 10000 7.3 501 level 100 10000 7.3 501 rolling 70 10000 7.3 501 rolling 80 10000 7.3 501 rolling 90 10000 7.3 501 rolling 100 10000 7.3 501 Mountainous 60 10000 7.3 501 Mountainous 70 10000 7.3 501 Mountainous 80 10000 7.3 501 Mountainous 90 10000 7.3 501 N/A 70 10000 7 501
Arterial
N/A
80
10000
7
501
Arterial collector collector collector collector collector
N/A level level level rolling rolling rolling rolling Mountainous Mountainous Mountainous Mountainous N/A N/A N/A level rolling rolling Mountainous Mountainous Mountainous N/A N/A
60 60 70 80 50 60 70 80 40 50 60 70 40 50 60 40 30 40 20 30 40 20 30
10000 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 200 200 200 200 200 200 200 200
7 7.3 7.3 7.3 7 7.3 7.3 7.3 6.6 7 7 7 6 6.6 7 6 6 6 6 6 6 6 6
501 201 201 201 201 201 201 201 201 201 201 201 201 201 201 0 0 0 0 0 0 0 0
collector collector collector collector collector collector collector collector collector local local local local local local local local
107
A3. Curve widening “Sobreancho en curvas”
108
A4. Curve widening sacale factor “Factores de escala para sobreancho en curvas” CURVE WIDENING SCALE FACTORS FACTORES DE ESCALA PARA EL SOBRE ANCHO EN CURVA desing vehicle
upper bound radius (m)
lower bound radius
vehículo de diseño
lim superior del radio (m)
lim inferior del radio (m)
3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2 3S2
70 80 90 100 110 120 130 140 150 200 250 300 400 500 600 700 800 900 1000 1500 2000 2500 3000
0 70 80 90 100 110 120 130 140 150 200 250 300 400 500 600 700 800 900 1000 1500 2000 2500
curve wedening escale factors (m) factores de escala para sobre ancho en curva (m) 0.9 0.8 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0 0 0 0
Nota: para carreteras de 3 carriles el valor debe ser multiplicado por de 1.5 y para carreteras de 4 carriles este valor debe ser multiplicado por 2.
109
A5. Shoulder width by ADT “Ancho de bermas según TPD”
TERRAIN
SHOULDER WIDTH BY ADT ANCHO DE BERMA SEGÚN TPD FUNTIONAL LOOKUP TABLE MAX ADT (VPD) CLASS SHOULDER WIDTH (m)
MIN ADT (VPD)
TABLA DE BÚSQUEDA PARA EL ANCHO DE BERMA 2.5 2 2.5 2 1.8 1.8 1.5 1.8 1.5 1.8 1.5 1 1.8 1.5 1 1 0.5 0.5 1 1 0.5 0.5 0.5
MÍN TPD (VEH POR DIA) 2501 500 5001 1001 501 2501 501 2501 501 351 281 201 351 281 201 351 201 201 0 101 0 0 0
TIPO DE TERRENO
CLASIFICACIÓ N DE LA VÍA
MÁX TPD (VEH POR DIA)
level level rolling rolling rolling mountainous mountainous N/A N/A level level level rolling rolling rolling mountainous mountainous N/A level rolling rolling mountainous N/A
Arterial Arterial Arterial Arterial Arterial Arterial Arterial Arterial Arterial collector collector collector collector collector collector collector collector collector local local local local local
10000 2500 10000 5000 1000 10000 2500 10000 2500 500 350 280 500 350 280 500 350 500 200 200 100 200 200
A6. Shoulder type “Tipo de berma”
Funtional class clasificación de la vía arterial arterial collector collector local local local local local local
SHOULDER TYPE TIPO DE BERMA Bike facility Shoulder material presencia de cicloruta material de berma Not Present paved present paved present paved Not Present paved Not Present paved Not Present gravel Not Present turf present paved present gravel present turf
110
A7. Normal cross slope “Pendiente de la sección transversal” NORMAL CROSS SLOPE PENDIENTE DE LA SECCIÓN TRASVERSAL Funtional Class
pevement type
cross lope rate cross slope rate lower Bound upper Bound
Clasificación de la vía
Tipo de pavimento
límite inferior límite superior de de bombeo bombeo
Arterial collector collector Local Local Local
high-type high-type intermediate-type high-type intermediate-type low-type
-2 -2 -2 -2 -2 -2
-2 -2 -3 -2 -3 -4
A8. Normal shoulder slope table “Pendiente normal de la berma” NORMAL SHOULDER SLOPE TABLE PENDIENTE NORMAL DE BERMA SHOULDER MATERIAL
SHOLDER SLOPE LOWER BOUND VALUE
MATERIAL DE BERMA
LÍMITE INFERIOR DE LA PENDIENTE TRANSVERSAL DE LA BERMA
paved gravel gravel composite composite
-2 -2 -3 -2 -4
SHOLUDER SLOPE UPPER BOUND VALUE
NORMAL SHOULDER SLOPE DESVIATION FACTOR
LÍMITE SUPERIOR DE LA PENDIENTE TRANSVERSAL DE LA BERMA -8 -8 -8 -8 -8
FACTOR DE DESVIACIÓN DE LA PENDIENTE BERMACALZADA (%)
A9. Normal ditch design “Diseño de cunetas”
Ditch botoom shape
tipo de cuneta true vee true vee flat trapezoidal true vee flat trapezoidal flat trapezoidal true vee true vee flat trapezoidal
DIEÑO DE CUNETA NORMAL DITCH DESING ditch foreslope botoom grade width ancho de cuneta
backlospe grade
pendiente pendiente de entrada de (calzada) salida(talud) 1 1V:5H 1 1V:4H 1 1V:0H 0.6 2V:1H 0.4 1V:0H 0.4 20V:1H 0.7 3V:100H 1 1V:3H 0.8 1V:1H
111
2V:3H 2V:3H 1V:0H 2V:1H 1V:0H 20V:1H 22V:5H 100V:33H 1V:1H
0 0 0 0 0
A10. Bridge width “Ancho de puente” BRIDGE WIDTH TABLE TABLA PARA ANCHO DE PUENTE Type of bridge
funtional class bike facility
bridge lengt cutoff
average mimum width aditional width for structural daily trafic for bridge bridge capacity
0
C-40
Existing, will Remain
Collector
Not Present
28
2
500
0
0
C-40
RW
Existing, will Remain
Arterial
Not Present
28
2
1000
0
0
C-40
RW
Existing, will Remain
Local
Present
28
2
200
0
3
C-40
RW
Existing, will Remain
Collector
Present
28
2
500
0
3
C-40
RW
Existing, will Remain
Arterial
Present
28
2
1000
0
3
C-40
RW
Existing, will Remain
Arterial
Not Present
28
2
2500
7
0
C-40
VALUE
Existing, will Remain
Arterial
Not Present
28
2
5000
7
0
C-40
VALUE
Existing, will Remain
Arterial
Not Present
28
2
10000
7
0
C-40
VALUE
Existing, will Remain
Arterial
Present
28
2
2500
8.5
0
C-40
VALUE
Existing, will Remain
Arterial
Present
28
2
5000
8.5
0
C-40
VALUE
Existing, will Remain
Arterial
Present
28
2
10000
8.5
0
C-40
VALUE
Existing, will Remain
Local
Present
28
1
200
5
0
C-40
VALUE
Existing, will Remain
Local
Not Present
28
1
200
3.5
0
C-40
VALUE
Existing, will Remain
número de carriles 2
transito Ancho mínimo promedio del puente diario 200 0
specified the type of width tipo de valor del ancho RW
tipo de puente
limite máximo clasificación posibilidad de longitud del funcional de cicloruta puente (m) Local Not Present 28
number of true lanes
Ancho adicional para puentes
capacidad estructural
Existing, will Remain
Local
Not Present
28
2
200
0
0
C-32
RW
Existing, will Remain
Collector
Not Present
28
2
500
0
0
C-32
RW
Existing, will Remain
Arterial
Not Present
28
2
1000
0
0
C-32
RW
Existing, will Remain
Local
Present
28
2
200
0
1.5
C-32
RW
Existing, will Remain
Collector
Present
28
2
500
0
1.5
C-32
RW
Existing, will Remain
Arterial
Present
28
2
1000
0
1.5
C-32
RW
Existing, will Remain
Arterial
Not Present
28
2
2500
7
0
C-32
VALUE
Existing, will Remain
Arterial
Not Present
28
2
5000
7
0
C-32
VALUE
Existing, will Remain
Arterial
Not Present
28
2
10000
7
0
C-32
VALUE
Existing, will Remain
Arterial
Present
28
2
2500
8.5
0
C-32
VALUE
Existing, will Remain
Arterial
Present
28
2
5000
8.5
0
C-32
VALUE
Existing, will Remain
Arterial
Present
28
2
10000
8.5
0
C-32
VALUE
Existing, will Remain
Local
Present
28
1
200
5
0
C-32
VALUE
Existing, will Remain
Local
Not Present
28
1
200
3.5
0
C-32
VALUE
New or Reconstruction
Local
Not Present
28
2
200
0
0
C-40
RW
New or Reconstruction
Collector
Not Present
28
2
500
0
0
C-40
RW
New or Reconstruction
Arterial
Not Present
28
2
1000
0
0
C-40
RW
New or Reconstruction
Local
Present
28
2
200
0
1.5
C-40
RW
New or Reconstruction
Collector
Present
28
2
500
0
1.5
C-40
RW
New or Reconstruction
Arterial
Present
28
2
1000
0
1.5
C-40
RW
New or Reconstruction
Arterial
Not Present
28
2
2500
7
0
C-40
VALUE
New or Reconstruction
Arterial
Not Present
28
2
5000
7
0
C-40
VALUE
New or Reconstruction
Arterial
Not Present
28
2
10000
7
0
C-40
VALUE
New or Reconstruction
Arterial
Present
28
2
2500
8.5
0
C-40
VALUE
New or Reconstruction
Arterial
Present
28
2
5000
8.5
0
C-40
VALUE
New or Reconstruction
Arterial
Present
28
2
10000
8.5
0
C-40
VALUE
New or Reconstruction
Local
Present
28
1
200
5
0
C-40
VALUE
New or Reconstruction
Local
Not Present
28
1
200
3.5
0
C-40
VALUE
New or Reconstruction
Local
Not Present
28
2
200
0
0
C-32
RW
New or Reconstruction
Collector
Not Present
28
2
500
0
0
C-32
RW
New or Reconstruction
Arterial
Not Present
28
2
1000
0
0
C-32
RW
New or Reconstruction
Local
Present
28
2
200
0
1.5
C-32
RW
New or Reconstruction
Collector
Present
28
2
500
0
1.5
C-32
RW
New or Reconstruction
Arterial
Present
28
2
1000
0
1.5
C-32
RW
New or Reconstruction
Arterial
Not Present
28
2
2500
7
0
C-32
VALUE
New or Reconstruction
Arterial
Not Present
28
2
5000
7
0
C-32
VALUE
New or Reconstruction
Arterial
Not Present
28
2
10000
7
0
C-32
VALUE
New or Reconstruction
Arterial
Present
28
2
2500
8.5
0
C-32
VALUE
New or Reconstruction
Arterial
Present
28
2
5000
8.5
0
C-32
VALUE
New or Reconstruction
Arterial
Present
28
2
10000
8.5
0
C-32
VALUE
New or Reconstruction
Local
Present
28
1
200
5
0
C-32
VALUE
New or Reconstruction
Local
Not Present
28
1
200
3.5
0
C-32
VALUE
112
Existing, will Remain
Local
Present
28
1
200
0
1.5
C-40
TWW
Existing, will Remain
Local
Present
28
2
200
0
3
C-40
TWW
Existing, will Remain
Collector
Present
28
2
500
0
3
C-40
TWW
Existing, will Remain
Arterial
Present
28
2
2500
0
3
C-40
TWW
Existing, will Remain
Arterial
Present
28
2
5000
0
3
C-40
TWW
Existing, will Remain
Arterial
Present
28
2
10000
0
3
C-40
TWW
Existing, will Remain
Arterial
Not Present
28
2
2500
0
2
C-40
TWW
Existing, will Remain
Arterial
Not Present
28
2
5000
0
2.4
C-40
TWW
Existing, will Remain
Arterial
Not Present
28
2
10000
0
2.4
C-40
TWW
Existing, will Remain
collector
Not Present
28
2
500
0
1.2
C-40
TWW
Existing, will Remain
collector
Not Present
28
2
500
0
2
C-40
TWW
Existing, will Remain
Local
Not Present
28
2
200
0
1.2
C-40
TWW
Existing, will Remain
Local
Not Present
28
2
200
0
2
C-40
TWW
New or Reconstruction
Local
Present
28
1
200
0
1.5
C-40
TWW
New or Reconstruction
Local
Present
28
2
200
0
3
C-40
TWW
New or Reconstruction
Collector
Present
28
2
500
0
3
C-40
TWW
New or Reconstruction
Arterial
Present
28
2
2500
0
3
C-40
TWW
New or Reconstruction
Arterial
Present
28
2
5000
0
3
C-40
TWW
New or Reconstruction
Arterial
Present
28
2
10000
0
3
C-40
TWW
New or Reconstruction
Arterial
Not Present
28
2
2500
0
1.2
C-40
TWW
New or Reconstruction
Arterial
Not Present
28
2
5000
0
2
C-40
TWW
New or Reconstruction
Arterial
Not Present
28
2
10000
0
2.4
C-40
TWW
New or Reconstruction
collector
Not Present
28
2
500
0
1.2
C-40
TWW
New or Reconstruction
collector
Not Present
28
2
500
0
2
C-40
TWW
New or Reconstruction New or Reconstruction
Local Local
Not Present Not Present
28
2 2
200 200
0 0
1.2 2
C-40 C-40
TWW TWW
28
A11. Allowed Emax “Peralte máximo permitido” ALLOWED Emax TABLE PERLALTE MÁXIMO PERMITIDO lower value for Upper value for funtional class surface type acceptable maximum acceptable maximum superelevation (%) superelevation (%) Clasificación tipo de límite inferior del límite superior del peralte funcional superficie peralte máximo (%) máximo (%) Arterial Paved 4 8 Collector N/A 4 8 Collector Paved 4 8 Local Aggregate 4 6 Local N/A 4 6 Local paved 4 6
113
A12. Minumum radius “Radios mínimos de curvatura”
114
A13. Horizontal table curve “Radios de curvatura” HORIZONTAL TABLE CURVE TABLA DE RADIOS DE CURVA HORIZONTAL
Max superele vation
Desing speed
curve radius (m)
E flag
E%
peralte máximo
velocidad de diseño
radio de la curva (m)
opción de peraltado
tasa de peralte
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 6 6 6 6 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 6 6 6 6 6 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 20 30 40 50 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 20 30 40 50 60 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100
784 1090 1490 1970 2440 2970 3630 4180 4900 5360 194 421 738 1050 784 1090 1490 1970 2440 2970 3630 4180 4900 5360 194 421 738 1050 1440 571 791 1090 1450 1790 2190 2680 3090 3640 4000 512 711 976 1300 1620 1980 2420 2790 3290 3620 463 644 885 1190 1470 1800 2200
NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC RC RC RC RC RC RC RC RC RC RC RC RC RC RC RC VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4
115
Min run off (2 lns)
Min run off (4 lns)
mínima longitud para mínima longitud para remover pendientes remover pendientes adversas en la adversas en la sección transversal sección transversal para vías de 2 para vías de 4 carriles (AASHTO carriles (AASHTO 2004, página 166) 2004, página 166) 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 27.8 41.7 55.6 69.4 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110
1800 2200 2550 3010 3310 421 587 808 1080 1350 1650 2020 2340 2760 3050 385 539 742 992 1240 1520 1860 2160 2550 2830 354 496 684 916 1150 1410 1730 2000 2370 2630 326 458 633 849 1060 1310 1610 1870 2220 2460 302 425 588 790 988 1220 1500 1740 2080 2310 279 395 548 738 924 1140 1410 1640 1950 2180 259 368 512 690 866 1070 1320 1540
VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE
2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8
116
125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120
1320 1540 1840 2060 241 344 479 648 813 1010 1240 1450 1740 1950 224 321 449 608 766 948 1180 1380 1650 1850 208 301 421 573 722 895 1110 1300 1570 1760 192 281 395 540 682 847 1050 1240 1490 1680 178 263 371 509 645 803 996 1180 1420 1610 163 246 349 480 611 762 947 1120 1360 1540 148 229 328 454 579 724 901 1070 1300
VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE
3.8 3.8 3.8 3.8 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2
117
138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
1070 1300 1480 136 213 307 429 549 689 859 1020 1250 1420 125 198 288 405 521 656 819 975 1200 1360 115 185 270 382 494 625 781 733 1150 1310 106 172 253 360 469 595 746 894 1100 1260 98 161 238 340 445 567 713 857 1060 1220 91 151 224 322 422 540 681 823 1020 1180 85 141 210 304 400 514 651 789 982 1140
VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE
5.2 5.2 5.2 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6.2 6.2 6.2 6.2 6.2 6.2 6.2 6.2 6.2 6.2 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6
118
152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 6
120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 20
982 1140 79 132 198 287 379 489 620 757 948 1100 73 123 185 270 358 464 591 724 914 1070 68 115 174 254 338 440 561 691 879 1040 62 107 162 237 318 415 531 657 842 998 57 99 150 221 296 389 499 621 803 962 52 90 137 202 273 359 462 579 757 919 41 73 113 168 229 304 394 501 667 832 194
VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE
6.6 6.6 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.4 7.4 7.4 7.4 7.4 7.4 7.4 7.4 7.4 7.4 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 1.5
119
166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 55.6 69.4 83.3 97.2 111.1 125.0 138.9 152.8 166.7 180.6 27.8
8 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
130 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30
832 194 421 738 1050 1440 138 299 525 750 1030 122 265 465 668 919 109 236 415 599 825 97 212 372 540 745 87 190 334 488 676 78 170 300 443 615 70 152 269 402 581 61 133 239 364 511 51 113 206 329 485 42 96 177 294 422 36 82 155 261 380 31 72 136 234 343 27 63 121 210 311 24 56
VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE
8 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 2 2 2 2 2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 3 3 3 3 3 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 4 4 4 4 4 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.6 4.6
120
180.6 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7
6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60
24 56 108 190 283 21 50 97 172 258 19 45 88 156 235 17 40 79 142 214 15 36 71 128 195 15 32 63 115 176 15 28 56 102 156 15 21 43 79 123
VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE VALUE
4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 5 5 5 5 5 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 6 6 6 6 6
27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3 27.8 41.7 55.6 69.4 83.3
A14. Horizontal curve length “Longitud de curvas horizontales”
121
A15. Maximum grade “Máxima pendiente longitudinal” MAXIMUM GRADE TABLE VERFICACIÓN DE LA PENDIENTE MÁXIMA desing maximum Funtional class terrain speed grade clasificación velocidad tipo de terreno pendiente de la vía de diseño Mountainous Arterial 60 8 Arterial Mountainous 70 7 Arterial rolling 80 6 Arterial rolling 90 6 Arterial rolling 100 5 Arterial rolling 110 5 Arterial rolling 120 5 collector N/A 40 10 collector N/A 50 9 collector Mountainous 60 8 collector Mountainous 70 7 collector rolling 80 6 collector rolling 90 6 collector rolling 100 6 Local N/A 20 14 Local N/A 30 12 Local N/A 40 10 Local N/A 50 10 Local N/A 60 10
A16. Maximum grade deviation table “Pendiente máxima adicional” MAXIMUM GRADE DEVIATION TABLE PENDIENTE MÁXIMA ADICIONAL Traffic highway Aditional Funtional class volume lengthcutoff grade cutoff Transito % de Clasificación Menor distancia Promedio Pendiente de la vía permisible Diario adicional Local 150 200 2 Collector 150 500 2 Arterial 150 1000 2 Arterial 150 2500 2 Arterial 150 5000 2 Arterial 150 10000 2
122
A17. Vertical curve “Curvas verticales”
Type of Assumed Vertical Design Speed Speed - Lower Curve Bounds
Assumed Coeffient of Speed Upper Friction -f Bounds
VERTICAL CURVE TABLE TABLA DE CURVAS VERTICALES Stopping Sight Stopping Sight Distance - Lower Distance - Upper bound (m) bounds (m)
Computed K- Computed K- Redonde K- Redonded KLower Bounds Upper Bounds Lower Bounds Upper Bounds (m/%) (m/%) (m/%) (m/%)
Tipo de límite inferior límite superior límite inferior de límite superior de límite inferior límite límite inferior límite Velocidad de Coeficiente curva de la Velocidad de la Velocidad Distancia de Distancia de del K superior del K del K superior del K Diseño de Fricción Vertical de Diseño de Diseño Velocidad de Parada Velocidad de Parada calculado calculado Redondeado Redondeado crest crest crest crest crest crest crest crest crest crest crest crest sag sag sag sag sag sag sag sag sag sag sag sag
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
0.35 0.28 0.23 0.19 0.17 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.09 0.08 0.35 0.28 0.23 0.19 0.17 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.09 0.08
20 35 50 65 85 105 130 160 185 220 250 285 20 35 50 65 85 105 130 160 185 220 250 285
20 35 50 65 85 105 130 160 185 220 250 285 20 35 50 65 85 105 130 160 185 220 250 285
0.6 1.9 3.8 6.4 11 16.8 25.7 38.9 52 73.6 95 123.4 2.1 5.1 8.5 12.2 17.3 22.6 29.4 37.6 44.6 54.4 62.8 72.7
0.6 1.9 3.8 6.4 11 16.8 25.7 38.9 52 73.6 95 123.4 2.1 5.1 8.5 12.2 17.3 22.6 29.4 37.6 44.6 54.4 62.8 72.7
1 2 4 7 11 17 26 39 52 74 95 124 3 6 9 13 18 23 30 38 45 55 63 73
1 2 4 7 11 17 26 39 52 74 95 124 3 6 9 13 18 23 30 38 45 55 63 73
A18. Stopping sight distance table “Distancia de visibilidad de parada” STOPPING SIGHT DISTANCE TABLE DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA
Break Break Assumed Assumed breaking breaking Brake reaction reaction distance desing speed speed - lower speed - Upper coefficient of distance reaction time distance distance Bounds Bounds Lower upper Bounds (Km/h) friction F (sec) lower Bounds Upper (Km/h) (Km/h) Bounds (m) (m) (m) Bounds (m) velocidad distancia de distancia de velocidad distancia de distancia de velocidad de tiempo de asumida reacción - coeficiente de frenado asumida reacción frenado diseño reacción ficción F límite límite límite límite inferior límite inferior límite inferior superior superior superior 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
13.9 20.9 27.8 34.8 41.7 48.7 55.6 62.6 69.5 76.5 83.4 90.4
13.9 20.9 27.8 34.8 41.7 48.7 55.6 62.6 69.5 76.5 83.4 90.4
123
0.35 0.28 0.23 0.19 0.17 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.09 0.08
4.6 10.3 18.4 28.7 41.3 56.2 73.4 92.9 114.7 138.8 165.2 193.8
4.6 10.3 18.4 28.7 41.3 56.2 73.4 92.9 114.7 138.8 165.2 193.8
stopping sight stopping sight distance distance lower bounds upper bounds (m) (m) distancia de distancia de visibilidad de visibilidad de frenado frenado límite límite inferior superior 20 20 35 50 65 85 105 130 160 185 220 250 285
35 50 65 85 105 130 160 185 220 250 285
A19. Passing sight distance “Distancia de visibilidad de adelantamiento” passing sight distance table DISTANCIA DE ADELANTAMIENTO desing speed (Km/h)
passed vehicle speed (Km/m)
passing vehicle speed (Km/m)
velocidad de diseño
velocidad del vehiculo adelantado
velocidad del vehiculo que adelanta
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
29 36 44 51 59 65 73 79 85 90 94
minimum PSD (m)
distancia de mínima distancia de visibilidad de visibilidad de adelantamiento adelantamiento redondeada 44 51 59 66 74 80 88 94 100 105 109
130 200 266 341 407 482 538 613 670 727 774 812
A20. Desicion sight distance table “Distancia de decisión” desicion sight distance table DISTANCIA DE DECISIÓN ASSHTO 50 A 70 60 A 95 70 A 115 80 A 140 90 A 170 100 A 200 110 A 235 120 A 265 130 A 305 50 B 155 60 B 195 70 B 235 80 B 280 90 B 325 100 B 370 110 B 420 120 B 470 130 B 525 50 C 145 60 C 170 70 C 200 80 C 230 90 C 270
desicion sight distance table DISTANCIA DE DECISIÓN ASSHTO 100 C 315 110 C 330 120 C 360 130 C 390 50 D 170 60 D 205 70 D 235 80 D 270 90 D 315 100 D 355 110 D 380 120 D 415 130 D 450 50 E 195 60 E 235 70 E 275 80 E 315 90 E 360 100 E 400 110 E 430 120 E 470 130 E 510
124
Rounded PSD (m)
130 200 270 345 405 485 540 615 670 730 775 815
A21. Left turn volume table “Volumenes para giro a la izquierda”
desing speed (Km/h) velocidad de diseño (Km/h) 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Left turn volume table volúmenes para giros a la izquierda opposing volume (Vph) left turn percent (%) advancing Volume (vph) porcentaje permitido volumen de tráfico de giro a la izquierda volumen de tráfico avanzando opuesto (vph) (%) 800 5 800 10 800 20 800 30 600 5 600 10 600 20 600 30 400 5 400 10 400 20 400 30 200 5 200 10 200 20 200 30 100 5 100 10 100 20 100 30 800 5 800 10 800 20 800 30 600 5 600 10 600 20 600 30 400 5 400 10 400 20 400 30 200 5 200 10 200 20 200 30 100 5 100 10 100 20 100 30 800 5 800 10 800 20 800 30 600 5 600 10 600 20 600 30 400 5 400 10 400 20 400 30 200 5 200 10 200 20 200 30 100 5 100 10 100 20 100 30
125
330 240 180 160 410 305 225 200 510 380 275 245 640 470 350 305 720 515 390 340 280 210 165 135 350 260 195 170 430 320 240 210 550 400 300 270 615 445 335 295 230 170 125 115 290 210 160 140 365 270 200 175 450 330 250 215 505 370 275 240
WB-33D(WB-109D)
WB-30T(WB-100T)
WB-20D(WB-67D)
WB-20(WB-67)
WB-19(WB-62)
WB-15(WB-50)
WB-12(WB-40)
SU TR
Large School Bus (84 pass.) Single Unit Truck Farm Tractor Intermediate Semitrailer Intermediate Semitrailer Interstate Semitrailer Interstate Semitrailer Double BottomSemitrailer/Trailer Triple-Semitrailer/ Trailers Turnpike DoubleSemitrailer/Trailer 2.60
4.10
4.10
4.10
2.60
2.60
2.60
2.60
4.10
4.10
2.60
2.40
2.60 2,4 - 3,1
2.40
4.10
4.10
3,4 - 4,1 3.10
3.20
3.20
Conventional School Bus (65 pass.)
S-BUS-11(S-BUS-36)
S-BUS-12(S-BUS-40)
2.40
3.10
P/T 2.40
2.40
2.10
2.40
Car and Camper Trailer
1.30
3.70
2.60 2.40
2.60
3.70 3.20 3.70
2.60
width (m) 2.60
3.70
height (m) 3.40
Car and Boat Trailer
type Articulated Bus Inter-city Bus (Motor Coach) Inter-city Bus (Motor Coach) City Transit Bus Motor Home Motor Home and Boat Trailer Passenger Car
P/B
P
MH/B
CITY-BUS MH
BUS-14(BUS-45)
BUS-12(BUS-40)
desing vehicle A-BUS
A22. Vehicle table “vehículo de diseño”
126
34.80
32.00
22.40
22.40
29.90
16.80
13.90
9.10 40.90
12.20
10.90
14.80
12.80
5.80
16.20
12.20 9.20
13.70
12.20
length (m) 18.60
VEHICLE TABLE VEHICULO DE DISEÑO ASSHTO
0.70
0.70
0.70
1.20
1.20
0.90
0.90
1.20
2.10
0.80
0.90
0.90
0.90
1.20
2.10 1.20
1.80
1.80
front overhang (m) 2.60
0.80
0.90
0.90
1,4 - 0,8
0.80
0.60
0.80
1.80
4.00
3.70
3.10
2.40
1.50
2.40
2.40 1.80
1.90
1.90
rear overhang (m) 3.10
4.40
3.40
3.40
6.60
6.60
4.50
3.80
6.10 3.10
6.10
6.50
3.40
3.40
3.40
6.10
7.60 6.10
8.10
7.30
wheel base 1 (m) 6.70
WB-33D(WB-109D)
WB-30T(WB-100T)
WB-20D(WB-67D)
WB-20(WB-67)
WB-19(WB-62)
WB-15(WB-50)
WB-12(WB-40)
SU TR
12.20
60.90
7.00
13,2 - 13,8
12.30
10.80
8.40
0.80
0.90
0.90
0.90
Conventional School Bus (65 pass.)
S-BUS-11(S-BUS-36)
Large School Bus (84 pass.) Single Unit Truck Farm Tractor Intermediate Semitrailer Intermediate Semitrailer Interstate Semitrailer Interstate Semitrailer Double BottomSemitrailer/Trailer Triple-Semitrailer/ Trailers Turnpike DoubleSemitrailer/Trailer
1.50
P/T
S-BUS-12(S-BUS-40)
1.50
1.80
rear axle to hitch point (m) 1.90
Car and Camper Trailer
2.70
1.20
1.10
wheel base 2 (m) 5.90
Car and Boat Trailer
type Articulated Bus Inter-city Bus (Motor Coach) Inter-city Bus (Motor Coach) City Transit Bus Motor Home Motor Home and Boat Trailer Passenger Car
P/B
P
MH/B
CITY-BUS MH
BUS-14(BUS-45)
BUS-12(BUS-40)
desing vehicle A-BUS
127
3.10
2.10
2.10
2.00
5.80
4.60
4.60
hitch point to next axle (m) 4.00
VEHICLE TABLE VEHICULO DE DISEÑO ASSHTO
13.60
7.00
7.00
wheel base 3 (m)
wheel base 4 (m)
kingpin to rear axle (m)
tipo
Vehiculo Liviano Bus Mediano Bus Grande camion - 2 ejes camion - 3 ejes camion articulado
nomenclatura
Vehiculo Liviano Bus Mediano Bus Grande C2 C3 C3S2
1.3 3.2 3.2 3.4 3.4 4.1
altura (m) 1.8 2.44 2.6 2.5 2.5 2.6
ancho (m) 5 10.91 13 11 11 29.9
128
longitud (m)
INVIAS
0.8 0.76 2.7 1.4 1.25 1.2
longitud al voladizo delantero 1.3 3.66 3.3 3.2 3.2 0.8
longitud al voladizo trasero 2.9 6.49 7 6.4 6.55 6.6
distancia entre ejes
12.3
longitud entre ejes del remolque
ANEXO B. SALIDAS MODULO PRM “POLICY REVIEW EVALUATION REPORT” B1. Traveled way width “ancho de calzada” Start Location
End Location
Road TWW (m)
Road Widening (m)
0
33.11
5.51
0
6
33.11
73.11
5.53
0
6
0.83
73.11
157.56
5.57
0
6
0.83
157.56
197.56
5.61
0
6
0.83
197.56
335.56
5.66
0
6
335.56
365.66
5.71
0
6
Not available
365.66
413.5
5.73
0
6
413.5
443.5
5.76
0
6
443.5
446.55
5.77
0
6
446.55
476.55
5.78
0
6
Not available
476.55
539
5.21
0
6
539
569
5.28
0
6
569
630.34
5.34
0
6
630.34
660.34
5.4
0
6
Not available
660.34
705.11
5.46
0
6
705.11
735.11
5.51
0
6
735.11
748.55
5.54
0
6
748.55
782.55
5.57
0
6
2.33
782.55
830.97
5.63
0
6
2.33
830.97
865.97
5.69
0
6
2.33
865.97
1+091.810
Policy Policy Curve TWW (m) Widening (m) Radius (m)
Speed (km/h)
AADT (vpd)
40
498
130
40
498
130
40
498
130
40
498
40
498
40
40
498
Not available
40
40
498
Not available
40
40
498
40
498
40
40
498
Not available
40
40
498
Not available
40
40
498
40
498
40
40
498
Not available
40
40
498
Not available
40
40
498
40
498
45
40
498
45
40
498
45
40
498
5.87
0
6
40
498
1+091.810 1+296.290
5.8
0
6
40
498
1+296.290 1+499.970
5.8
0
6
40
498
1+499.970 1+504.980
5.85
0
6
1+504.980 1+557.190
5.84
0
1+557.190 1+592.190
5.82
1+592.190 1+632.180 1+632.180 1+677.180
2.33
70
40
498
6
2.33
70
40
498
0
6
2.33
70
40
498
5.81
0
6
40
498
5.79
0
6
0.83
120
40
498
1+677.180 1+733.780
5.77
0
6
0.83
120
40
498
1+733.780 1+778.780
5.75
0
6
0.83
120
40
498
129
Comment Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria For policy Norma Colombiana, no minimum curve widening For policy Norma Colombiana, no minimum curve widening For policy Norma Colombiana, no minimum curve widening Road value varies from controlling criteria For policy Norma Colombiana, no minimum curve widening For policy Norma Colombiana, no minimum curve widening For policy Norma Colombiana, no minimum curve widening Road value varies from controlling criteria For policy Norma Colombiana, no minimum curve widening For policy Norma Colombiana, no minimum curve widening For policy Norma Colombiana, no minimum curve widening Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria
1+778.780 1+794.000
5.74
0
6
40
498
1+794.000 1+829.000
5.73
0
6
1.29
110
40
498
1+829.000 2+016.000
5.68
0
6
1.29
110
40
498
2+016.000 2+051.000
5.66
0
6
1.29
110
40
498
2+051.000 2+074.740
5.68
0
6
40
498
2+074.740 2+100.000
5.68
0
6
0
170
40
498
2+100.000 2+119.740
5.69
0
6
0
170
40
2415
2+119.740 2+152.690
5.7
0
6
0
170
40
2415
2+152.690 2+197.690
5.72
0
6
0
170
40
2415
2+197.690 2+330.360
5.76
0
6
40
2415
2+330.360 2+380.360
5.79
0
6
0
200
40
2415
2+380.360 2+547.490
5.84
0
6
0
200
40
2415
2+547.490 2+597.490
5.96
0
6
0
200
40
2415
2+597.490 2+754.370
6.11
0
6
40
2415
2+754.370 2+794.370
6.26
0
6
1.29
80
40
2415
2+794.370 2+850.160
6.33
0
6
1.29
80
40
2415
2+850.160 2+890.160
6.41
0
6
1.29
80
40
2415
2+890.160 2+930.950
6.47
0
6
40
2415
2+930.950 2+975.950
6.53
0
6
0.83
140
40
2415
2+975.950 2+997.020
6.58
0
6
0.83
140
40
2415
2+997.020 3+042.020
6.59
0
6
0.83
140
40
2415
3+042.020 4+100.000
7.46
0
6
40
345
Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value is within controlling criteria
B2. Horizontal Curve Length “Longitud curvas horizontales” Start Location
End Location
Curve Length (m)
Policy Length (m)
Speed (km/h)
Central Angle (deg)
abscisa inicial
abscisa final
Longitud de la curva (m)
Longitud de la curva según política (m)
33,11
197,56
164,45
120
40
54,85
335,56
443,5
107,94
120
40
111,57
velocidad de Ángulo de diseño deflexión (Km/m) (deg)
446,55
569
122,45
120
40
132,42
630,34
735,11
104,77
120
40
107,1
748,55
865,97
117,42
120
40
105,58
1+296.290
1+499.970
203,68
120
40
138,07
1+632.180
1+778.780
146,6
120
40
48,51
1+794.000
2+051.000
257
120
40
115,63
2+074.740
2+197.690
122,95
120
40
26,27
2+330.360
2+597.490
267,13
120
40
62,2
2+754.370
2+890.160
135,79
120
40
68,6
2+930.950
3+042.020
111,07
120
40
27,04
130
Comment
Comentario Road value is within recommended values Road value varies from recommended values Road value is within recommended values Road value varies from recommended values Road value varies from recommended values Road value is within recommended values Road value is within recommended values Road value is within recommended values Road value is within recommended values Road value is within recommended values Road value is within recommended values Road value varies from recommended values
B3. Tangent grade “Pendiente longitudinal” Start Location
End Road Grade Location (% )
Abscisa inicial
Pendiente Pendiente Abscisa longitudinal longitudinal final según (% ) política (% )
Policy (% )
Policy Tangent Speed Allowance Length (m) (km/h) (% ) Longitud Tolerancia velocidad de la según de diseño tangente política (Km/h) (m)
0
5
1,4
0.30 to 12.00
2
5
40
58,884
100
5,7
0.30 to 12.00
2
41,12
40
116,88
335
3,9
0.30 to 12.00
2
218,12
40
419,642
580
9,5
0.30 to 12.00
2
160,36
40
585,075
910
7,7
0.30 to 12.00
2
324,92
40
917,255
1+335.000
6,2
0.30 to 12.00
2
417,74
40
1+368.380 1+610.000
9
0.30 to 12.00
2
241,62
40
1+634.060 1+880.000
5,8
0.30 to 12.00
2
245,94
40
1+989.790 2+085.000
4,2
0.30 to 12.00
2
95,21
40
2+085.000 2+085.020
4,2
0.30 to 12.00
2
0,02
40
2+151.600 2+151.610
0,6
0.30 to 12.00
2
0,01
40
2+151.610 2+380.000
0,6
0.30 to 12.00
2
228,39
40
2+380.000 2+380.010
0,6
0.30 to 12.00
2
0,01
40
2+465.050 2+660.000
1,3
0.30 to 12.00
2
194,95
40
2+825.240 3+005.000
1,4
0.30 to 12.00
2
179,76
40
3+056.600 3+325.000
2,4
0.30 to 12.00
2
268,4
40
3+386.620 3+386.630
0,8
0.30 to 12.00
2
0,01
40
3+386.630 3+475.000
0,8
0.30 to 12.00
2
88,37
40
3+552.530 3+667.480
0,6
0.30 to 12.00
2
114,95
40
3+707.480 4+100.000
1
0.30 to 12.00
2
392,52
40
131
Comment
Comentario Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria
B4. Vertical curve “curva vertical” Effective Design Speed (km/h)
Curve Type
Curve Length (m)
Start Location
End Road K Value Policy K Location (m/% ) Value (m/% )
Speed (km/h)
Abscisa inicial
Abscisa final
K evaluado para la carretra
K evaluado según politica
5
58,88
7,59
4
53
Crest
53,88
40
100
116,88
9,38
9
42
Sag
16,88
40
335,001
419,641
15,11
4
67
Crest
84,64
40
580,008
585,068
2,81
9
22
Sag
5,06
40
910,008
917,248
4,83
9
29
Sag
7,24
40
1+335.000 1+368.380
11,92
4
62
Crest
33,38
40
1+610.000 1+634.060
7,52
9
37
Sag
24,06
40
1+880.000 1+989.780
10,98
9
47
Sag
109,78
40
2+085.020 2+151.600
13,87
4
65
Crest
66,58
40
2+380.010 2+465.050
121,49
4
129
Crest
85,04
40
2+660.000 2+825.240
61,2
9
118
Sag
165,24
40
3+005.000 3+056.600
51,6
9
107
Sag
51,6
40
3+325.000 3+386.620
19,26
4
73
Crest
61,62
40
3+475.000 3+552.520
55,37
9
111
Sag
77,52
40
3+667.480 3+707.480
100
9
> 130
Sag
40
40
Velocidad de Tipo de Longitud Velocidad diseño efectiva curva de curva de diseño
132
Comment
Comentario Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value varies from controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria Road value is within controlling criteria
B5. Stopping sight distance “distancia de visibilidad de parada” Start Location
End Location
Side of Road
Speed (km/h) longitud Miníma Velocida de DVP d de carretera según diseño (m) politica (m) (Km/h)
Abscisa inicial
Abscisa final
Lado de la calzada
0
4+048.200
Right
4048,2
50
40
4+049.500
4+100.000
Right
50,5
50
40
0
49,4
Left
49,4
50
40
50,7
4+100.000
Left
4049,3
50
40
Road (m)
Policy (m)
Comment
Comentario
Road value is within controlling criteria Can't calculate available vertical SD Can't calculate available vertical SD Road value is within controlling criteria
B6. Passing sight distance “Distancia de visibilidad de adelantamiento” Start Location
End Location
Side of Road
Abscisa inicial
Abscisa final
0
826,56
Right
846,24
865,92
Right
885,6
2+971.680
Right
2+991.360 3+129.120
Right
3+148.800 3+286.560
Right
3+306.240 3+817.920 3+837.600 4+093.440 0 98,4
Right Right Left
Lado de longitud la calzada (m)
118,08
118,08
Left
137,76
255,84
Left
275,52
Road (m)
1+102.080
Left
1+121.760 1+141.440
Left
1+161.120 3+247.200
Left
3+266.880 3+404.640
Left
3+424.320 3+542.400
Left
3+562.080 4+093.440
Left
52
55
184
59
52
54
186
Policy (m) DVA según politica (m)
Speed (km/h)
Comment
Velocidad de diseño (Km/h)
Comentario
270
40
Road value may vary from recommended values, check obstructions beyond shoulder; source of SD limitation is horizontal alignment
270
40
Road value is within recommended values
270
40
Road value may vary from recommended values, check obstructions beyond shoulder; source of SD limitation is horizontal alignment
270
40
270
40
270 270 270
40 40 40
270
40
270
40
Can't calculate available vertical SD
270
40
Road value may vary from recommended values, check obstructions beyond shoulder; source of SD limitation is horizontal alignment
270
40
Road value is within recommended values
270
40
Road value may vary from recommended values, check obstructions beyond shoulder; source of SD limitation is horizontal alignment
270
40
270
40
270
40
133
Road value is within recommended values Road value varies from recommended values; source of SD limitation is vertical alignment Road value is within recommended values Can't calculate available vertical SD Can't calculate available vertical SD Road value may vary from recommended values, check obstructions beyond shoulder; source of SD limitation is horizontal alignment
Road value is within recommended values Road value varies from recommended values; source of SD limitation is vertical alignment Road value is within recommended values
ANEXO C. SALIDAS MODULO DCM “DESIGN CONSISTENCE MODULE” C1. “V85 Speed Profile Coordinates, Increasing Stations” Percentil 85 de velocidades sentido Pantano de Vargas – Paipa Station
Segment Type
Abscisa
Tipo de segmento
0 67,515 73,11 157,56 205,567 299,35 365,66 413,5 457,529 476,55 539 623,735 660,34 705,11 763,848 782,55 830,97 995,3 1+280.716 1+331.290 1+464.970 1+556.853 1+654.110 1+677.180 1+733.780 1+756.648 1+816.943 1+829.000 2+016.000 2+046.088 2+116.092 2+119.740 2+152.690 2+193.627 2+360.228 2+380.360 2+547.490 2+587.516 2+755.523 2+794.370 2+850.160 2+908.085 2+966.141 2+975.950 2+997.020 3+067.601 4+100.000
Non-Curve Non-Curve Curve Non-Curve Non-Curve Non-Curve Curve Non-Curve Non-Curve Curve Non-Curve Non-Curve Curve Non-Curve Non-Curve Curve Non-Curve Non-Curve Non-Curve Curve Non-Curve Non-Curve Non-Curve Curve Non-Curve Non-Curve Non-Curve Curve Non-Curve Non-Curve Non-Curve Curve Non-Curve Non-Curve Non-Curve Curve Non-Curve Non-Curve Non-Curve Curve Non-Curve Non-Curve Non-Curve Curve Non-Curve Non-Curve Non-Curve
V85 Speed (km/h)
Speed Model
Percentil 85 de Modelo de velocidades (Km/h) velocidad 67 67 66 66 71 71 53 53 59 53 53 63 53 53 61 55 55 73 73 61 61 71 71 65 65 68 68 65 65 68 68 67 67 71 71 68 68 72 72 62 62 68 68 66 66 73 73
134
Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed
C2. “V85 Speed Profile Coordinates, Increasing Stations” percentile 85 de velocidades sentido Paipa – Pantano de Vargas V85 Speed (km/h) percentil 85 Tipo de de Abscisa segmento velocidades (Km/h) 4+100.000 Non-Curve 73 3+027.511 Non-Curve 73 2+997.020 Curve 66 2+975.950 Non-Curve 66 2+953.243 Non-Curve 68 2+875.184 Non-Curve 68 2+850.160 Curve 62 2+794.370 Non-Curve 62 2+704.447 Non-Curve 72 2+570.610 Non-Curve 72 2+547.490 Curve 68 2+380.360 Non-Curve 68 2+345.507 Non-Curve 71 2+170.375 Non-Curve 71 2+152.690 Curve 67 2+119.740 Non-Curve 67 2+111.296 Non-Curve 68 2+028.998 Non-Curve 68 2+016.000 Curve 65 1+829.000 Non-Curve 65 1+801.090 Non-Curve 68 1+743.659 Non-Curve 68 1+733.780 Curve 65 1+677.180 Non-Curve 65 1+623.778 Non-Curve 71 1+504.664 Non-Curve 71 1+464.970 Curve 61 1+331.290 Non-Curve 61 1+214.219 Non-Curve 73 901,961 Non-Curve 73 830,97 Curve 55 782,55 Non-Curve 55 733,132 Non-Curve 61 705,11 Curve 53 660,34 Non-Curve 53 575,605 Non-Curve 63 539 Curve 53 476,55 Non-Curve 53 432,521 Non-Curve 59 413,5 Curve 53 365,66 Non-Curve 53 212,165 Non-Curve 71 178,299 Non-Curve 71 157,56 Curve 66 73,11 Non-Curve 66 60,159 Non-Curve 67 0 Non-Curve 67 Station
Segment Type
135
Speed Model Modelo de velocidad Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed Low Speed
C3. “Speed Differential of Adjacent Design Elements, Increasing Stations” Diferencia de velocidades en elementos adyacentes a las curvas, sentido Pantano de Vargas – Paipa Station of Max Speed on Preceding Element
Max Speed on Preceding Element (km/h)
Estación de máxima máxima velocidad velocidad en en elementos elementos precedentes precedentes (km/h) 0 205,567 457,529 623,735 763,848 995,3 1+556.853 1+756.648 2+046.088 2+193.627 2+587.516 2+908.085
67 71 59 63 61 73 71 68 68 71 72 68
Start of Curve
Speed on Speed Curve Differential (km/h) (km/h)
Condition
Abscisa de Inicio de curva
Velocidad en curva (Km/h)
Diferencial de velocidad (Km/h)
Condición
73,11 365,66 476,55 660,34 782,55 1+331.290 1+677.180 1+829.000 2+119.740 2+380.360 2+794.370 2+975.950
66 53 53 53 55 61 65 65 67 68 62 66
1 17 6 10 5 12 6 3 1 4 9 2
1 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1
C4. Speed Differential of Adjacent Desing Elements, Increasing Stations” Diferencia de velocidades en elementos adyacentes a las curvas, sentido Paipa – Pantano de Vargas Station of Max Speed on Preceding Element Estación de máxima velocidad en elementos precedentes 4+100.000 2+953.243 2+704.447 2+345.507 2+111.296 1+801.090 1+623.778 1+214.219 733,132 575,605 432,521 212,165
Max Speed on Preceding Element (km/h)
Start of Curve
Speed on Speed Curve Differential Condition (km/h) (km/h)
máxima velocidad Diferencial Abscisa de Velocidad en elementos de Inicio de en curva Condición precedentes velocidad curva (Km/h) (km/h) (Km/h) 73 68 72 71 68 68 71 73 61 63 59 71
2+997.020 2+850.160 2+547.490 2+152.690 2+016.000 1+733.780 1+464.970 830,97 705,11 539 413,5 157,56
136
66 62 68 67 65 65 61 55 53 53 53 66
7 6 4 4 3 2 10 18 8 10 6 5
1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1
ANEXO D. SALIDAS DEL MÓDULO CPM “CRASH PREDICTION MODULE”
D1. “Evaluation Highway – Homogeneous Segments” División del tramo por segmentos homogeneous
Length (m)
Left Lane Width (m)
Driveway Right Superele Density Grade (% ) Lane vation (drivewa Width (m) (% ) ys/km)
Design Speed (km/h)
Seg. No.
Start Location
End Location
segment o
Abscisa inicial
Abscisa final
1
0
31,94
31,94
2,82
2,82
1,4
3,2
2
31,94
73,11
41,17
2,82
2,82
5,7
3,2
3
73,11
108,44
35,33
2,82
2,82
5,7
3,2
8
40
4
108,44
157,56
49,12
2,82
2,82
3,9
3,2
8
40
5
157,56
365,66
208,1
2,82
2,82
3,9
3,2
6
365,66
377,321
11,66
2,82
2,82
3,9
3,2
8
40
7
377,321
413,5
36,18
2,82
2,82
9,5
3,2
8
40
8
413,5
476,55
63,05
2,82
2,82
9,5
3,2
9
476,55
500
23,45
2,82
2,82
9,5
3,2
8
40
10
500
539
39
2,78
2,78
9,5
3,2
8
40
11
539
582,538
43,54
2,78
2,78
9,5
3,2
12
582,538
660,34
77,8
2,78
2,78
7,7
3,2
13
660,34
705,11
44,77
2,78
2,78
7,7
3,2
8
40
14
705,11
782,55
77,44
2,78
2,78
7,7
3,2
15
782,55
830,97
48,42
2,78
2,78
7,7
3,2
8
40
16
830,97
913,628
82,66
2,78
2,78
7,7
3,2
17
913,628
1+000.000
86,37
2,78
2,78
6,2
3,2
18
1+000.000
1+331.290
331,29
2,9
2,9
6,2
3,2
19
1+331.290
1+351.690
20,4
2,9
2,9
6,2
3,2
8
40
20
1+351.690
1+464.970
113,28
2,9
2,9
9
3,2
8
40
21
1+464.970
1+500.000
35,03
2,9
2,9
9
3,2
22
1+500.000
1+622.030
122,03
2,9
2,85
9
3,2
23
1+622.030
1+677.180
55,15
2,9
2,85
5,8
3,2
24
1+677.180
1+733.780
56,6
2,9
2,85
5,8
3,2
8
40
25
1+733.780
1+829.000
95,22
2,9
2,85
5,8
3,2
26
1+829.000
1+934.890
105,89
2,9
2,85
5,8
3,2
8
40
27
1+934.890
2+000.000
65,11
2,9
2,85
4,2
3,2
8
40
28
2+000.000
2+016.000
16
2,85
2,9
4,2
3,2
8
40
Longitud Ancho Ancho Densidad Pendiente del del carril del carril vehicular longitudin segmento izquierdo derecho (Vehiculo al (% ) (m) (m) (m) s/Km)
137
Perlate (% )
Velocidad de diseño (Km/h) 40
29
2+016.000
2+100.000
84
2,85
2,9
4,2
3,2
30
2+100.000
2+118.310
18,31
2,85
2,9
4,2
0,6
31
2+118.310
2+119.740
1,43
2,85
2,9
0,6
0,6
32
2+119.740
2+152.690
32,95
2,85
2,9
0,6
0,6
33
2+152.690
2+380.360
227,67
2,85
2,9
0,6
0,6
34
2+380.360
2+422.530
42,17
2,85
2,9
0,6
35
2+422.530
2+500.000
77,47
2,85
2,9
36
2+500.000
2+547.490
47,49
2,85
37
2+547.490
2+742.620
195,13
38
2+742.620
2+794.370
39
2+794.370
40
8
40
0,6
8
40
1,3
0,6
8
40
3,38
1,3
0,6
8
40
2,85
3,38
1,3
0,6
51,75
2,85
3,38
1,4
0,6
2+850.160
55,79
2,85
3,38
1,4
0,6
8
40
2+850.160
2+975.950
125,79
2,85
3,38
1,4
0,6
41
2+975.950
2+997.020
21,07
2,85
3,38
1,4
0,6
8
40
42
2+997.020
3+000.000
2,98
2,85
3,38
1,4
0,6
43
3+000.000
3+030.800
30,8
2,85
3,68
1,4
0,6
44
3+030.800
3+355.810
325,01
2,85
3,68
2,4
0,6
45
3+355.810
3+500.000
144,19
2,85
3,68
0,8
0,6
46
3+500.000
3+513.760
13,76
3,75
3,6
0,8
0,6
47
3+513.760
3+687.780
174,02
3,75
3,6
0,6
0,6
48
3+687.780
4+100.000
412,22
3,75
3,6
1
0,6
138
D2. “Expected Crash Rates and Frequencies” Frecuencias y tasas de accidentes esperados Frecuencias y tasas de accidentes esperados
First Year of Analysis Primer año de análisis Last Year of Analysis ultimo año de análisis Evaluated Length (km) Longitud evaluada Average Future Road AADT TPDA (vpd) Expected Crashes Total Crashes Total de accidentes Fatal and Injury Crashes Accidentes fatales o con lesión Accidentes fatales o con Fatal and Serious Injury Crashes lesiónes serias Accidentes solo con daños Property-Damage-Only Crashes materiales
2012 2017 4.1 1,433 13.13 4.22 2.31 8.92
Percent of Total Expected Crashes Percent Fatal and Injury Crashes Porcentajes de accidentes (%) fatales o con lesión Percent Fatal and Serious Injury Porcentajes de accidentes Crashes (%) fatales o con lesiónes serias Percent Property-Damage-Only Porcentaje de accidentes solo Crashes (%) con daños materiales Expected Crash Rate Crash Rate (crashes/km/yr) Tasa de accidentes Fatal and Injury Crash Rate Tasa de accidentes fatales o (crashes/km/yr) con lesiónes Fatal and Serious Injury Crash Tasa de accidentes fatales o Rate (crashes/km/yr) con lesiónes serias Property-Damage-Only Crash Tasa de accidentes con solo Rate (crashes/km/yr) con daños materiales Expected Travel Crash Rate Total Travel (million veh-km) Total de viajes Travel Crash Rate (crashes/million Tasa de accidentes por viajes veh-km) Tasa de accidentes por viajes Travel Fatal and Injury Crash Rate que fueron fatales o con (crashes/million veh-km) lesiónes Travel Fatal and Serious Injury Tasa de accidentes por viajes Crash Rate (crashes/million vehque fueron fatales o con km) lesiónes serias Travel Property-Damage-Only Tasa de accidentes por viajes
139
32 18 68 0.5337 0.1713 0.0939 0.3624 12.87 1.02 0.33
0.18
D3. “Expected Crash Type Distribution” Distribución esperados por tipología
Element Type Tipo de elemento Highway Segment Highway Segment Highway Segment Highway Segment Highway Segment Highway Segment Highway Segment Highway Segment Highway Segment Highway Segment Highway Segment Highway Segment Highway Segment Highway Segment
Fatal and Serious Injury Property Damage Total accidente fatal o serio solo daños Total Crash Type Crashes Crashes Crashes Crashes Crashes Crashes (% ) (% ) (% ) Tipo de Accidentes % Accidentes % Accidentes % accidente Collision with 0,02 1,2 0,19 12,5 0,18 12,1 Animal Collision with 0 0,1 0 0,1 0 0,2 Bicycle Other Single0 0,2 0,03 2 0,03 2,1 vehicle Collision Overturned
0,02
1,2
0,02
1
0,04
2,5
Collision with Pedestrian
0
0,2
0
0,1
0
0,3
Run Off Road
0,26
17,5
0,51
34,3
0,78
52,1
0,3
20,5
0,74
49,9
1,03
69,3
0,05
3,2
0,07
4,9
0,13
8,5
0,02
1,1
0
0,2
0,02
1,6
0,01
0,8
0,03
2
0,04
2,7
0,08
5,3
0,12
8,3
0,21
14,2
0,02
1,2
0,04
2,6
0,06
3,7
0,17
11,7
0,27
18
0,46
30,7
0,48
32,2
1,01
67,9
1,49
100
0,48
32,2
1,01
67,9
1,49
100
Single Vehicle Crashes Angle Collision Head-on Collision Other Multiplevehicle Collision Rear-end Collision Sideswipe Multiple Vehicle Crashes Total Highway Segment Crashes Total Crashes
140
D4. “Epected Crash Frequencies and Rates by Horizontal Desing Elementes” Tasas y frecuencias de accidentes esperados en elementos horizontal
Title
Start Location
End Location
Length (km)
Elemento
Abscisa inicial
Abscisa final
longitud
Tangent Curve 1 Tangent Curve 2 Tangent Curve 3 Tangent Curve 4 Tangent Curve 5 Tangent Curve 6 Tangent Curve 7 Tangent Curve 8 Tangent Curve 9 Tangent Curve 10 Tangent Curve 11 Tangent Curve 12 Tangent
0 73,11 157,56 365,66 413,5 476,55 539 660,34 705,11 782,55 830,97 1+331.290 1+464.970 1+677.180 1+733.780 1+829.000 2+016.000 2+119.740 2+152.690 2+380.360 2+547.490 2+794.370 2+850.160 2+975.950 2+997.020
73,11 157,56 365,66 413,5 476,55 539 660,34 705,11 782,55 830,97 1+331.290 1+464.970 1+677.180 1+733.780 1+829.000 2+016.000 2+119.740 2+152.690 2+380.360 2+547.490 2+794.370 2+850.160 2+975.950 2+997.020 4+100.000
0,0731 0,0844 0,2081 0,0478 0,063 0,0624 0,1213 0,0448 0,0774 0,0484 0,5003 0,1337 0,2122 0,0566 0,0952 0,187 0,1037 0,033 0,2277 0,1671 0,2469 0,0558 0,1258 0,0211 1,103
Expected No. Travel Crash Rate Crash Rate Crashes for (crashes/million veh(crashes/km/yr) Evaluation Period km) Numero de accidentes esperados por periodo 0,01 0,02 0,02 0,04 0,01 0,04 0,01 0,03 0,01 0,03 0,06 0,04 0,02 0,02 0,01 0,05 0,02 0,03 0,1 0,12 0,11 0,12 0,06 0,03 0,49
141
Tasa de accidentes
Tasa de accidentes por viaje
0,0166 0,0392 0,0173 0,1219 0,0183 0,1112 0,0183 0,127 0,0183 0,1043 0,0182 0,0494 0,018 0,0434 0,0173 0,0453 0,0297 0,1741 0,0756 0,1187 0,075 0,3516 0,075 0,2038 0,0744
0,64 1,51 0,67 4,7 0,7 4,29 0,71 4,9 0,71 4,02 0,7 1,91 0,69 1,68 0,67 1,75 0,66 1,38 0,6 0,94 0,6 2,79 0,6 1,62 0,59
