Ingeniería y sus Alcances, Revista de Investigación https://doi.org/10.33996/revistaingenieria.v6i14.89

enero-abril 2022

Volumen 6 / No. 14

ISSN: 2664 – 8245

ISSN-L: 2664 - 8245

www.revistaingenieria.org

pp. 29 – 46

 

Alternativas de diseño estructural y geométrico como solución a problemas de congestionamiento vehicular

Structural and geometric design alternatives as a solution to traffic congestion problems

 

Alternativas de concepção estrutural e geométrica como solução para problemas de congestionamento de tráfego

 

Jorge Antonio Molina Galván

jorgemolinag77@hotmail.com

https://orcid.org/0000-0002-0949-7450

Universidad Mayor de San Andrés, La Paz-Bolivia

 

Artículo recibido el 18 de septiembre 2021, / Aceptado el 22 de octubre 2021 / Publicado el 15 de enero 2022

 

RESUMEN

El objetivo de este artículo fue proponer una solución de diseño estructural y geométrico a los problemas de congestionamiento vehicular en la ciudad de La Paz, Bolivia. El estudio se divide en tres etapas: primero, se desarrollaron los estudios técnicos correspondientes; segundo, se presentó un análisis de situación; tercero, se  presenta la alternativa óptima de solución. Como  resultado  se  encuentra  que el tráfico vehicular en el área urbana de la ciudad está colapsado, generando  un  impacto   negativo  a la normal circulación de los motorizados conllevando una demora en los tiempos de viaje para llegar a su destino. Se concluye que una solución de infraestructura vial con paso a desnivel permite que estos problemas de congestión vehicular se reduzcan en gran medida, siempre que vaya acompañada de la implantación de medidas regulatorias de circulación y educación viales que optimicen la capacidad de las vías.

 

Palabras clave: Proyectos viales; Estudio de tráfico; Diseño estructural; Viaducto; Paso a desnivel

ABSTRACT

The objective of this article was to propose a structural and geometric design solution to traffic congestion problems in the city of La Paz. The study was divided into three stages: first, the corresponding technical studies were developed; second, a situation analysis was presented; third, the optimal alternative solution was presented. As a result, it was found that vehicular traffic in the urban area of the city is collapsed, generating a negative impact on the normal circulation of motorized vehicles, leading to a delay in travel times to  reach  their  destination. It was concluded that a road infrastructure solution with overpass will allow these traffic congestion problems to be greatly reduced, provided that it is accompanied by the implementation of regulatory measures for traffic circulation and road education that optimize road capacity.

 

Key words: Road projects; Traffic study; Structural design; Viaduct; Overpass

RESUMO

O objectivo deste  artigo  era  propor uma solução estrutural e geométrica para os problemas de congestionamento de tráfego na cidade de La Paz, Bolívia. O estudo está dividido em três fases: primeiro, foram desenvolvidos os estudos técnicos correspondentes; segundo, foi apresentada uma análise da situação; terceiro, é apresentada a solução alternativa óptima. Como resultado, verifica-se que o tráfego de veículos na zona urbana da cidade é colapsado, gerando um impacto negativo na circulação normal de veículos motorizados, levando a um atraso nos tempos de viagem para chegar ao seu destino. Conclui-se que uma solução de infraestruturas rodoviárias com viadutos permite reduzir consideravelmente estes problemas de congestionamento, desde que  seja  acompanhada pela implementação de  medidas de regulação do tráfego e de educação rodoviária para optimizar a capacidade rodoviária.

 

Palavras-chave:                Projectos rodoviários; Estudo de tráfego; Concepção estrutural; Viaduto; Flyover; Ultrapassagem; Estudo de tráfego

 

 

INTRODUCCIÓN

La movilidad urbana que es parte componente para el desarrollo de las actividades   económicas   y,   en   general, de las personas, se constituye uno de los motores bajo el cual el desarrollo de los países crece y es más dinámico, ya que este permite reducir los tiempos de viaje de las personas para llegar a sus destinos y, con ello, desarrollar sus actividades de manera normal, sin contratiempos (Hasan, 2010). La infraestructura civil para la movilidad urbana puede desarrollarse por medio aéreo, terrestre y acuático, sin duda el medio más empleado para las personas es el medio terrestre y, es aquí, donde los proyectos de infraestructura vial juegan un rol importante, porque proveen soluciones inmediatas y efectivas a los problemas de congestionamiento vehicular en áreas urbanas (Olivares y Piscoya, 2020).

En Bolivia se tiene ciudades importantes con un tráfico vehicular considerable que  hoy en día reflejan problemas de movilidad de sus habitantes. Si bien se tiene una oferta de medios  de  transporte  terrestre,  estos  no cuentan con una infraestructura vial acorde a las necesidades y tiempos de viajes demandados por los usuarios, lo cual repercute de manera implícita en el desarrollo de cada región, reflejándose a través de su crecimiento económico.

Un caso en específico es la ciudad de   La Paz, Sede de Gobierno de Bolivia, esta ciudad muestra un crecimiento poblacional directamente proporcional con la  cantidad  de motorizados, la urbe paceña colinda con la ciudad de El Alto, aspecto que influye y alimenta el congestionamiento vehicular de las calles y avenidas principales del casco urbano, saturando las vías y alcanzando su máxima capacidad. Se generan constantes problemas de congestión vehicular y desorden en la circulación de motorizados y peatones.

El objetivo de este artículo fue proponer una solución de diseño estructural y geométrico a los problemas de congestionamiento vehicular en la ciudad de La Paz. En consecuencia, los objetivos específicos fueron: elaborar estudios técnicos y de ingeniería, analizar la situación problemática y definir la alternativa  óptima de solución.

 

MÉTODO

El estudio tuvo como objetivo proponer una solución de diseño estructural y geométrico a los problemas de congestionamiento vehicular en  la  ciudad  de  La  Paz,  específicamente  el mercado  Camacho  (M-C),  calle  final  Ingavi (C-I1),  Plaza  San  Francisco  (P-SF)  y  la  Plaza Venezuela   (P-V),   mismo   que   fue   posible alcanzar   bajo   un   paradigma   positivista. El   estudio   de   dividió   en   tres   (3)   etapas: primero,   se   desarrollaron   las   siguientes tareas:  delimitación  del  área  de  influencia, volúmenes de tráfico, estudio de velocidades, análisis  de  capacidades,  niveles  de  servicio, estudios   topográficos,   estudios   geológicos y   geotécnicos,   estudios   de   hidrología   e hidráulica. En una segunda etapa se desarrolla el análisis de situación correspondiente, para finalmente, en la tercera etapa presentar la alternativa óptima de solución.

Para la delimitación del área de influencia se  realizaron  mediciones  sobre  la  calzada y  las  aceras,  los  datos  complementarios  se obtienen  mediante  revisión  de  documentos proporcionados  por  la  Honorable  Alcaldía Municipal   de   La   Paz   (HAMLP)   (Atlas   del Municipio de La Paz, 2006) y por observación directa.    Asimismo,    para    determinar    los volúmenes  de  tráfico  realizaron  recuentos manuales   para   obtener:   clasificación   de vehículos,  números  de  ellos  que  giran  y  sus ocupantes.   El   método   empleado   permite conseguir datos que no es posible obtener por procedimientos mecánicos.

Para     el    estudio    de     velocidades      se utiliza  el método  del vehículo flotante, fundamentalmente porque se  trata de una zona          donde se presentan demoras considerables  entre  los  vehículos.  En  este método  el  vehículo  de  prueba  (vehículo  de flotante)  realizó  tres  (3)  viajes  en  la  hora pico (8:00– 9:00) y tres (3) viajes en una hora no pico (20:00 – 21:00) para cada una de las rutas establecidas con la consigna de que el conductor tenía instrucciones de “flotar” en la corriente vehicular, procurando que el número de  vehículos  que  adelante  sea  igual  al  que lo pasan. El trabajo de campo fue realizado por un conductor y dos (2) anotadores, cada anotador tuvo un cronómetro y sus planillas respectivas.   Uno   de   ellos   controlaba   los tiempos  de  parada  y  su  motivo  y  el  otro anotador controlaba los tiempos de recorrido total para cada tramo de la ruta de recorrido. El  vehículo  empleado  fue  un  automóvil (marca Peugeot          405, modelo   2002), el mismo  también  fue  utilizado  para  registrar distancia en base de su kilometraje. Las distancias registradas en el vehículo fueron corroboradas con las distancias que se tienen en los planos generales de la ciudad de La Paz, de los levantamientos realizados por el GAMLP (Atlas del Municipio de La Paz, 2006).

Se toma como periodos de estudio las horas pico y las horas no pico, dichos periodos fueron obtenidos de los aforos vehiculares, para las estaciones que entran en las rutas seleccionadas, las horas que se tomaron en cuenta fueron de 8:00 a 9:00 (hora pico) y de 20:00 a 21:00 (hora no pico). Los parámetros de diseño se basaron en el Manual de Diseño Geométrico de la Administradora Boliviana de Carreteras (Manuales Técnicos para el Diseño de Carreteras Bolivia, 2008) y la Norma AASHTO LRFD (American Association of State Highway and Transportation Officials, 2002) y la Norma ACI (318-95) (American Concrete Institute, 1995).

 

RESULTADOS

 

Delimitación del área de influencia

El área de influencia para este estudio se encuentra determinado para el casco urbano central de la ciudad de La Paz, específicamente: M-C, C-I1, P-SF y P-V. A partir de estos cuatro

(4) puntos específicos se analizaron seis (6) rutas (ver Tabla 1 y Figura 1).

 

 

Figura 1. Mapa de Avenidas y Calles.

 

 

 

Tabla 1. Inventario vial de la intersección de estudio.

 

 

En la zona de estudio se observa que A-MSC es de doble sentido, mientras que las demás vías disponen de un (1) solo sentido. La intersección de estudio posee un control semafórico además de un policía de tránsito en las horas de mayor congestión vehicular. Existen puestos callejeros además de anaqueles, lo que da lugar a una ocupación parcial de las aceras a lo largo de las longitudes de los sentidos. Existen flujos peatonales. Como se observa en la Tabla 1, las pendientes de los sentidos de circulación oscilan desde 1,0 % (A-C1) hasta 8,4 % (C-S1).

 

Volúmenes de tráfico

En la Tabla 2 se presenta la clasificación de volúmenes de tráfico promedio diario.

 

Tabla 2. Volúmenes de tráfico.

 

 

 

Como se observa en la Tabla 2, los flujos más intensos se manifiestan a lo largo de     la A-MSC2 carril de subida a la A-MSC5. El tráfico supera en un 26% al tráfico vehicular del carril de bajada de la misma avenida (de A-MSC3 a A-MSC4). El giro de los vehículos provenientes de A-MSC2 hacia  C-Y1  genera congestionamiento vehicular en la intersección afectando  considerablemente  el flujo de A-MSC2 a A-MSC5, creando flujo intermitente.

El volumen de tráfico vehicular en C-Y1 es de 4871 [veh] que representa el 21% del tráfico que circula de A-MSC2 a A-MSC5, por tanto, la mayor cantidad que hacen paso por la intersección de estudio se ven afectados por los que giran hacia C-Y1 generando congestionamiento y demoras que impiden libre circulación de C-S1 hacia el carril de bajada A-MSC4.

Según el análisis de horas pico, para A-MSC (carril de subida) se tiene el mayor volumen de 8:00 – 9:00 am con 1.848 [Veh/h]. Asimismo, en C-S1 de 10:00 – 11:00 am, el flujo es 497 [Veh/h]. Como consecuencia los vehículos que llegan de C-S1 no ingresan en su totalidad a A-MSC (carril de bajada) en semáforo verde (40 s), quedando así vehículos parados en medio de A-MSC (carril de subida) provocando saturación vehicular.

Asimismo, la mayor parte del tránsito es generado por el transporte público; compuesto por: taxis, radiotaxis, trufis, minibuses y buses de  30  y  50  asientos.  A-MSC  presenta  una considerable   cantidad   de   minibuses   (962 minibuses)  los  cuales  representan  el  52% del tráfico que circula por el carril de subida en   hora   pico   (1848   veh/h).   Mientras   que en  el  carril  de  bajada  de  la  misma  avenida la  cantidad  de  minibuses  se  reduce  a  526 minibuses,  es  decir,  un  41%  del  tráfico  que circula en la hora pico (1283 veh/h). Por otra parte, el tráfico vehicular que circula por C-Y1 en la hora pico es de 382 veh/h; el 65% de este tráfico  está  conformado  por  minibuses,  es decir, 249 minibuses. El volumen de minibuses mencionado      anteriormente      representa más o menos la cuarta parte de la cantidad de  minibuses  que  circulan  por  la  A-MSC.  El tráfico que circula por C-S1 está compuesto principalmente por taxis y radio taxis; éstos representan el 44% del tráfico total que circula en dicha calle en la hora pico, es decir, 219. C-S1 posee el mayor porcentaje de transporte privado respecto a los demás accesos a la intersección de estudio (20.32%).

 

Estudio de velocidades

Las       estaciones       que       permitieron determinarán   la   velocidad   media   y   los niveles  de  servicio,  se  constituyeron,  según se  muestra  en  la  Figura  2,  en  seis  (6)  rutas:

Ruta 1, representada  con  color  rojo;  Ruta 2, color magenta; Ruta 3, color verde; Ruta  4, color naranja; Ruta 5, color azul y: Ruta 6, color celeste. Se consideraron los siguientes periodos de tiempo: 8:00 a 9:00 am (hora pico) y de 20:00 a 21:00 p.m. (hora no pico). La evaluación de las velocidades en la hora no pico permitió determinar la velocidad promedio de la ruta en condiciones ideales    y a partir de ello determinar las causas que generan el decremento en horas pico.

 

 

 

Figura 2. Rutas consideradas en el estudio de velocidades.

 

Tabla 3. Rutas consideradas en el estudio de velocidades.

 

 

 

En la Tabla 3, se aprecia las velocidades de recorrido y crucero determinadas en hora pico y no pico, para el cálculo se midió la distancia recorrida por cada ruta y el tiempo que demora el recorrido. A partir de los recorridos realizados en el estudio de velocidades se afirma que no existe congestión total, pero si existen flujos intermitentes principalmente en C-S1 y C-Y1. La velocidad en la intersección de estudio varía entre 17 – 20 [Km/h]. Para en la propuesta se considera una velocidad de diseño de 40 [Km/h], el doble el valor actual.

 

Análisis de capacidades

Según   el   Manual   de   Capacidades   de Carreteras    (HCM    –    94)    (Transportation Research Board, 1994), la capacidad del grupo de carriles se calcula de la siguiente manera:

c = S x g

C

Donde:

c     : Capacidad del grupo de carriles [uvp/h] S : Flujo de Saturación [uvp/h]

g     : Tiempo efectivo de verde [s]; C       : Tiempo de ciclo [s]

 

El flujo de saturación está dado por la

siguiente expresión:

 

S = K x w

 

Donde:

S : Flujo de Saturación [uvp/h]

K : Constante de proporcionalidad w : Ancho de calzada [m]

 

El valor de K para el centro urbano de La Paz es 359 (Control de Tráfico Vehicular y Semaforización, 2007).

 

Tabla 4. Capacidad del grupo de carriles.

 

 

 

Finalmente, según se observa en la Tabla 4,  las  capacidades  determinadas  para  los diferentes grupos de carriles que se aproximan a la intersección de estudio son: A-MSC tramo subida c=1865; A-MSC tramo bajada c=1291; y C-S1, c=473.

Niveles de servicio

A partir de las expresiones citadas, el nivel de servicio para cada acceso se presente en la Tabla 5.

 

Tabla 5. Demoras y niveles de servicio.

 

 

Los niveles de servicio (NS) obtenidos a partir de la demora media de cada acceso a la intersección muestra que A-MSC (Subida) posee NS= E, que tiende cambiar a NS F ya que la demora estimada para este acceso (57,0 s) se halla próxima al límite permitido para NS  E (60 s). Asimismo, Av. Camacho influye en gran manera al NS que posee A-MSC (Subida), puesto que el carril de bajada tiene NS D, que relativamente mejor al NS que posee el carril de subida.

A partir de la determinación de las demoras para los accesos de la intersección se  afirma  que  aún  no  se  da  una  congestión total (NS F), pero si se registran demoras de gran   consideración   principalmente   en   el carril de subida A-MSC (57,0 s). Por otra parte, se puede apreciar que la demora de C-S1 es bastante elevado (29,5 s), este valor se debe a las “colas” que se producen sobre la A-MSC (Subida) lo cual no permiten un flujo libre a los vehículos provenientes de C-S1.

En la Tabla 6 se presenta los resultados del cálculo de Demora Media de la Intersección.

 

Tabla 6. Demoras y niveles de servicio.

 

 

Como puede observarse la A-MSC (Subida) influye de gran manera en el NS de la intersección, ya que los elevados tiempos de demora (57,0 y 35,3 s en el carril de subida y bajada respectivamente) hacen que dicha intersección posea un NS E haciendo más notable la influencia de la congestión vehicular, donde muchos vehículos se detienen y la proporción de vehículos que no se detienen disminuye.

La proyección de tráfico en hora pico para el año 2032 es la siguiente: 2476 en A-MSC (subida); 1402 en A-MSC (bajada) y, finalmente, 695 en C-S1.

Estudios topográficos

La topografía del área de estudio es irregular como lo es en general la topografía que presenta la ciudad de La Paz, la misma que se caracteriza por tener  una  variedad de pendientes en sus calles sobre todo en las arterias del casco urbano central. El plano topográfico de la zona fue  proporcionado por Gobierno Autónomo Municipal de La Paz (2006).

 

 

Figura 3. Plano topográfico del área de estudio.

 

Estudios geológicos y geotécnicos

La cuenca de La Paz está conformada por numerosos tipos de suelos, los cuales sirven para fundar todo tipo de construcciones en la ciudad. Estos suelos se encuentran además en condiciones naturales bastante variadas.

El área de emplazamiento del proyecto  se encuentra sobre las Gravas Miraflores. Las principales características que posee este suelo se presentan a continuación.

Gravas Miraflores, esencialmente gravas arenosas a arenosas limosas, con lentes arenosos – limosos – arcillosos y localmente con niveles intercalados de extensión muy variable, de materiales finos retrabajados.

 

•          Clasificación: GW o GP hasta GM o GC.

•          Granulometría muy extendida: Hasta 85%

> 10 cm; A partir de los elementos < 10 cm se posee granulometría frecuentemente

 

próxima a la curva Talbot de compacidad máxima: más de 40% > 2mm, menos de 30% < 80 (generalmente menos del 20%)

menos de 5% < 2 m

•          Clastos redondeados, de tamaño mediano

10 – 50 cm, y pedrones hasta varios metros de diámetro, predominancia de granitos (algunos alterados), con cuarcitas, areniscas y pizarras.

•          Plasticidad generalmente baja, a veces media:

IP ≤ 10 (15)

WL ≤ 30

WP ≤ 20

EA ≥ 20

 

•          Densidad seca alta, variable según la

proporción de matrix:

 

gd = 1.80 – 2,20

Wsat = 8 – 18%

gsat = 2,15 – 2,40

 

•          Densidad específica alta: s = 2,70 – 2,80

•          Características mecánicas: en estado seco, cohesión natural muy fuerte (cf. Naturaleza y densidad); farellones altos y verticales; ángulo de fricción netamente superior a 35°.

•          Permeabilidad media a fuerte (alrededor de 1,10-3 m/s)

•          Los lentes e intercalaciones de material fino limoso arcilloso presentan evidentemente características físico – mecánicas variables, generalmente medias a bajas:

Clasificación: SP a SM o SC y CL o ML

 

gd = 1,60 – 1,80

 

Plasticidad media, a veces IP > 30

•          Presencia frecuentemente de napas suspendidas en las gravas, debidas a los lentes de terrenos finos.

•          Presencia de una cobertura de coluvios, poco resistentes, hasta 5,50 m de profundidad.

•          Debajo de los grandes pedrones, se observan frecuentemente lentes limoso – arcillosos de 5 a 15 cm de espesor.

•          Es  el  mejor  terreno  de  fundación  de la Cuenca. Localmente, puede tener demasiada

•          proporción de finos o de pedrones de gran

tamaño.

•          Carga admisible:

En las gravas: Qadm = 2,50 – 4,50 kg/cm2 o más, generalmente > 3 kg/cm2

En los lentes arenosos: Qadm = 2,00 – 2,60 kg/cm2

En los lentes finos: Qadm ≤ 1,60 kg/cm2

En Proyecto de Grado que se realizó se adopta como capacidad de soporte admisible del suelo el valor de 2,0 [kg/cm2].

 

Estudios de hidrología e hidráulica

La construcción de un drenaje adecuado es un factor importante en la localización y el diseño geométrico de la vía, principalmente a la que se refiere a A-MSC, estas deben proveer en forma adecuada el alejamiento del flujo hidráulico de la superficie del pavimento, hacia canales que tengan un diseño apropiado. A partir de la estimación de los caudales máximos procedentes de las cuencas adyacentes a la vía para un periodo de retorno determinado, se realiza el diseño del sistema de drenaje, para ello será de importancia la determinación de ciertos parámetros que se detallan en el presente estudio.

 

Cuenca en la zona del proyecto, El estudio se realiza sobre la cuenca del río La Paz, que se subtiende desde los límites superiores de la cuenca del río Choqueyapu, hasta el punto de control definido en la denominada “Gruta de Lourdes”, en virtud de que se encuentra dentro de la zona de influencia de presente proyecto. En la Figura 4 es posible observar las subcuencas que componen la cuenca principal en la zona del casco urbano central y en el Parque Urbano Central.

 

 

 

Figura 4. Identificación de las subcuencas en la zona del proyecto.

 

Características hidráulicas, el ingreso del Río Choqueyapu a la Zona Central se da a la altura de la CB. Los conductos del Choqueyapu en esta zona son mayoritariamente embovedados. Las longitudes de tramos son de 40 m hasta 150 m, con caídas entre 2 y 3 m.

 

Análisis de la situación

El  congestionamiento  vehicular  en  las horas  pico  de  la  intersección  A-MSC  y  C-S1, se   acrecienta   debido   a   las   paradas   que realizan los vehículos, principalmente los de transporte  público.  Los  usuarios  del  servicio público  generan  paradas  no  oficiales  según comodidad, provocando constantes demoras. La existencia del punto de parada y el paso peatonal entre la calle Ayacucho (C-A1) y C-A1 sobre  la  AAv.  Camacho  (AC-1),  no  permiten tránsito vehicular fluido produciendo “colas” las  cuales  perjudican  a  los  vehículos  que llegan de A-MSC hacia C-A1. Por otra parte, sobre la A-MSC en el carril de subida, pese a no tener una señal de parada de transporte vehicular,   los   conductores   aprovechan   de la  Plaza  del  Obelisco  (P-O)  para  la  carga  y descarga de pasajeros.

La  prohibición  de  estacionamiento  de vehículos a lo largo de A-MSC, como se pudo constatar,   es   ignorada   por   los   vehículos públicos  y  la  Dirección  de  Tránsito  de  la Policía Nacional que usan la calzada en ambos sentidos, obstaculizando la circulación sobre todo en horas de mayor demanda vehicular (8:00 – 9:00, 11:00 – 13:00, 16:00 – 18:00).

Otro conflicto identificado es el de los vehículos que giran hacia C-Y1 generando “colas” que obstruyen el paso de los vehículos provenientes de C-S1, los cuales deben esperar hasta dos tiempos de ciclo del semáforo (aproximadamente 2,5 min) para poder cruzar A-MSC en las horas de mayor demanda vehicular (11:00 – 13:00, 16:00 – 18:00). Si bien la intersección de estudio cuenta con señalizaciones tanto horizontal como vertical, las mismas no son respetadas por parte de diferentes instituciones como ser: la Policía, la Alcaldía, Universidades, Colegios; se suma el comportamiento de los peatones que intensifica la congestión vehicular.

Los aspectos mencionados anteriormente ocasionan el congestionamiento vehicular en horas pico (8:00 – 9:00, 10:00 – 11:00) y periodos de donde el flujo vehicular se torna lento (11:30 – 13:00 y 16:30 – 18:30). Por este motivo y las conclusiones desarrolladas en el Estudio de Tráfico, es necesario plantear una solución al problema, que tiende a  incrementarse  con el crecimiento del parque automotor, de la población de la zona y la generación del movimiento económico que se produce en el casco urbano central de la ciudad de La Paz.

 

Alternativas de solución

Las alternativas de solución de corto, mediano y largo plazo deben ser planteadas desde dos ámbitos. Primero, el educativo. Identificadas las causas del problema se hizo evidente la necesidad de educación vehicular para la población, en todos sus niveles. Así como existen niños que en su condición de peatones infringen las normas de tránsito poniendo en peligro su seguridad y favoreciendo la congestión vehicular; también existen funcionaros de la Policía Nacional que en su condición de conductores incumplen las normas y favoreciendo la congestión

 

vehicular. Este es un tema que deberá ser abordado a profundidad por otro estudio.

Segundo, el ámbito de la construcción civil. Las intersecciones en áreas urbanas generan corrientes de circulación de diferentes características, que crean puntos de conflicto, ocasionando demoras de tránsito, limitando la capacidad de la vía y provocando accidentes. En general, hay dos clases de intersecciones para evitar los conflictos en los cruces: a nivel y con pasos a desnivel; pero atendiendo  a  la  forma  en  que  se  realizan, según se observa en la Figura 5, se clasifican en tres tipos fundamentales: (1) Intersecciones a  nivel  directas,  permiten  cruces  directos de   las   trayectorias   de   los   vehículos;   (2) Intersecciones a nivel rotatorias, en este caso no existen cruces directos sino maniobras de entrecruzamiento y los vehículos dan vueltas parciales alrededor de una zona central y; (3) Intersecciones con pasos a desnivel, propician cruces a distintos niveles.

 

 

 

Figura 5. Representación esquemática de las tres alternativas de solución.

 

 

 

Actualmente la intersección de estudio corresponde a una intersección a nivel, en  la cual el tránsito se regula con un control semafórico, el mismo que produce demoras (46.0 seg). El ensanche de los accesos disminuiría la congestión de la intersección, pero en una intersección urbana es muy difícil debido a las edificaciones existentes. Dada la imposibilidad de ampliar los accesos, la construcción de una rotonda significaría obstrucción en lugar de una solución. Además, las características topográficas de la zona no permiten que las velocidades de ingreso sean iguales (el terreno no es horizontal).

La tercera opción, los pasos a desnivel, son  recomendables  cuando  se  cumplan  las siguientes condiciones: tratarse de vías de alto tráfico, existencia de congestiones, accidentes frecuentes, cuando las condiciones topográficas no facilitan el paso a nivel, el costo se justifica por los beneficios que genera para los usuarios. Nótese que en el caso de estudio se cumplen todas estas condiciones. En consecuencia, la alternativa adecuada de solución implica una separación en espacio del tráfico vehicular, es decir, un paso a desnivel. En este sentido se realizó el estudio correspondiente considerando los aspectos técnicos que justifican su ejecución.

 

Parámetros de diseño del paso a desnivel

Los parámetros de diseño se basaron en el Manual de Diseño Geométrico de la ABC para vías urbanas y la Norma AASHTO LRFD y la Norma ACI (318-95) para el Diseño Estructural. De esta manera se tiene los parámetros de diseño que se presentan a continuación.

Velocidad de diseño, se pretende lograr que la vía alcance un nivel de servicio igual a “B” (flujo estable con demoras leves). Además, a partir del estudio de velocidades realizado se estableció que la velocidad directriz de diseño adoptado es 40 [km/h],  velocidad  que es justificada por tratarse de una arteria urbana que se encuentra dentro de la zona del casco urbano central.

Volúmenes de tránsito y número de vías, el diseño de la arteria urbana se basó en el estudio de volúmenes de tránsito presentado previamente, obteniéndose así los volúmenes más  críticos  en  las  horas  pico  proyectados para el año 2032 (ver Tabla 7).

 

 

Tabla 7. Volúmenes de tránsito y número de vías.

 

 

El   número   de   carriles   en   un   acceso depende,  entre  otros,  de  la  demanda  de tránsito y el espacio físico que se tiene en la zona, incluyendo el plan semafórico existente. Según  se  muestra  en  la  última  columna  de la  Tabla  7,  en  este  caso  los  accesos  se  ven limitados  de  gran  manera  por  el  espacio físico  que  presenta  la  zona,  puesto  que  las edificaciones   existentes   no   permitirían   un ensanche de la calzada para poder otorgar un mejor servicio a los vehículos que circulan. Por más que los volúmenes de tránsito requieran un número de carriles mayor al existente, la adopción de esta solución sería inútil por la razón expuesta anteriormente.

Nivel de servicio, como se mencionó anteriormente el proyecto pertenecerá a un NS “B”, que corresponde a un flujo estable con demoras leves, superiores a los 5 s y hasta 15 s por vehículos.

Longitud del paso a desnivel, la longitud del paso a desnivel determinada a partir del relevamiento de la zona es de 15.80 m; corresponde a la luz libre o claro del tramo que permitirá el paso de los vehículos que vienen de C-S1 hacia el carril de bajada de A-MSC.

 

Tipo de estructura, consiste en una estructura isostática de un solo tramo (L = 16.00 m), conformada por un sistema de multivigas prefabricadas y pretensadas simplemente apoyadas sobre los estribos; compuesta por los aparatos de apoyo simples y estribos de H°A° vaciados en sitio. Además, se dispone de muros de contención de H°A° vaciados en sitio para los accesos de la A-MSC y A-C1. Para el diseño de los elementos estructurales se aplicó la Norma: AASTHO LRFD.

Sección transversal, tiene dos carriles de circulación con un ancho de calzada de 6,00 m y un ancho de acera de 1,50 m, además de una baranda metálica dispuesta en los extremos de la sección.

Pendientes,  según  la  norma  empleada por el GAMLP se recomienda una pendiente máxima  de  12%.  Las  pendientes  adoptadas para los accesos de entrada y de salida son los que se muestran a la Tabla 8.

 

Tabla 8. Volúmenes de tránsito y número de vías.

 

 

 

La geometría de la estructura del embovedado del Río Choqueyapu (R-C), se adopta una pendiente de salida sobre A-MSC (Subida) de +13.6%, evitando así daño sobre la estructura existente.

Drenaje, se dispondrá de sumideros de rieles dispuestos al pie de la infraestructura del paso a desnivel y la evacuación de las aguas será directamente hacia el embovedado del R-C. Por otra parte, la superestructura dispone de un sistema de tuberías (PVC 4”) que van conectados de forma directa a los sumideros mencionados anteriormente.

Pendiente transversal, el bombeo que se tiene en los accesos y en la superestructura es de 1% que permite un drenaje transversal hacia las cunetas laterales de los accesos.

Gálibo  vertical,  según  la  norma  empleada por  el  GAMLP  se  adopta  el  valor  mínimo recomendado, es decir, un gálibo de 4.35 [m] para los accesos de MSC1 y A-C1.

Mejoras y controles de señalización, la alternativa planteada debe estar acompañada de controles y señalizaciones que permitan, con bajo costo disminución de la congestión a partir del incremento de la capacidad de   la vía de A-MSC. Las acciones por seguir son  las  siguientes:  señalización,  puntos  de parada y enrejados; relocalización del comercio informal y; aplicación estricta del Reglamento del Código de Tránsito. Estas acciones acompañadas de control policial, colaboración de los  conductores,  peatones y usuarios, permitirá mejorar la circulación vehicular y disminuir el congestionamiento.

 

CONCLUSIONES

Según  estudio  de  velocidades  y  análisis de  capacidad  determinó  demoras  de  gran consideración y sobresaturación vehicular en A-MSC. La intersección de estudio de A-MSC y C-S1 forman parte de una de las vías más importantes y de mayor circulación vehicular de la ciudad de La Paz, por las características geométricas y de superficie que presenta, se constituye  como  el  medio  de  comunicación más   importante   para   aquellos   vehículos que   tienen   como   destino   la   zona   Norte y  principalmente  la  ciudad  de  El  Alto.  En horas pico existen problemas de congestión vehicular,  principalmente  por  el  transporte público   circulante   en   la   intersección.   Las características   geométricas   que   presenta la    vía    son    razonablemente    adecuadas pero   la   capacidad   de   la   intersección   se encuentra    afectada    principalmente    por: condiciones locales (crecimiento poblacional y área comercial), características de tránsito (movimientos  de  giro  y  transporte  público), medidas de control (semáforos y señalización horizontal)  y  principalmente  la  ausencia  de educación vial (señales restrictivas, irrespeto de conductores y pasajeros).

Se   pudo   observar   en   el   Estudio   de Volúmenes    de    Tránsito    el    mayor    flujo vehicular lo presenta la A-MSC en el carril de subida (MSC2), seguido por el carril de bajada de la misma avenida (MSC4). Debido al flujo vehicular  elevado  que  presenta  el  carril  de subida  y  principalmente  las  características físicas    y    operativas    que    presenta    la misma   con   respecto   a   C-S1,   corresponde la   implementación   del   paso   a   desnivel únicamente en la intersección de las dos vías anteriormente mencionadas. Esta interjección es estratégica, el volumen de tráfico vehicular en  C-A1  representa  el  21%  del  tráfico  que circula por A-MSC en el carril de subida; por tanto,  la  mayor  cantidad  de  vehículos  que hacen  paso  por  la  intersección  de  estudio tienen como destino continuar su ruta de viaje hacia la zona Norte de la ciudad y en su gran mayoría hacia la ciudad de El Alto.

La  alternativa  propuesta  es  la   solución constructiva y de ingeniería que necesariamente deberá ir acompañada de educación vial, mejoras en señalizaciones y control de tránsito. Se requiere de participación del Gobierno Autónomo Municipal de La Paz (GAMLP), conductores, peatones y usuarios. Los beneficios que se obtengan son indirectos: el incremento de la velocidad genera ahorro del consumo de combustible y disminución del tiempo de parada para los usuarios de la intersección.

 

REFERENCIAS

 

ACI Committee 318, Building Code Requirements for Reinforced Concrete, ACI Estándar 318-95. (1995). Detroit: American Concrete Institute

Administradora Boliviana de Carreteras. (2008). Manuales Técnicos para el Diseño de Carreteras. Bolivia, Ed. APIA XXI

American Association of State Highway and Transportation Officials AASHTO (2002). Standard Specifications for Highway Bridges. Washington D. C.

Condarco Aguilar Primitivo. (2007) Control de Tráfico Vehicular y Semaforización. La Paz

Gobierno Autónomo Municipal de La Paz. (2006). Atlas del Municipio de La Paz.

Hasan, M. K. (2010). A framework for intelligent decision support system for traffic congestion management system. Engineering, 2(04), 270

Olivares, S. M. S., y Piscoya, C. A. E. (2020). Diseño geométrico de intercambio vial a desnivel entre la carretera panamericana norte  con  carretera  de  acceso  al  puerto Salaverry–Trujillo. Universidad

César   Vallejo.   Trujillo,   Perú.   Obtenido de:    https://repositorio.ucv.edu.pe/ bitstream/handle/20.500.12692/48911/ O l i v a r e s _ S M S - P i s c o y a _ C A E - S D . pdf?sequence=1&isAllowed=y

Transportation Research Board (1994). “Manual de Capacidades” (Highway Capacity Manual). Special Report 209 Tercera Edición