En nuestro país tanto el transporte de pasajeros como de carga se ha desarrollado preferentemente por el sistema carretero, otros modos de transporte como el férreo y el fluvial, si bien es cierto tuvieron su auge en los siglos XIX y principios del XX, fueron cediendo su espacio al transporte automotor (autos, buses y camiones, dada su flexibilidad y movilidad así como por las políticas de gobierno.

El Ministerio de Transporte y el Instituto Nacional de Vías (Invías) han generado una normatividad actualizada para el diseño geométrico de las carreteras, primero con el manual del año 1998, que remplazó los lineamientos establecidos por el entonces Ministerio de Obras Públicas en el año 1970 y últimamente con la actualización de la norma mediante el manual del año 2008 (Invías, 2008).

Las carreteras son el eje fundamental para la comunicación y el desarrollo de una región o de un país. En Colombia, el Ministerio de Transporte es el organismo rector de la infraestructura vial de la cual hace parte el sistema carretero. Gestiona, organiza y genera toda la normatividad para el desarrollo adecuado de la infraestructura vial.

A continuación, se presentan los conocimientos básicos que todos debemos conocer en el entorno del diseño geométrico de una carretera y que son de obligatorio cumplimiento por todos los ingenieros civiles en esta área. En el resumimos aspectos sobre principales técnicas y procedimientos para el diseño desde el análisis de los parámetros y criterios, su selección y aplicación adecuada según la categoría de la carretera planteada.

Iniciaremos puntualizando algunos conceptos fundamentales de ingeniería de tránsito y conociendo los principales componentes de la caRealizadorretera. A partir de allí, abordaremos la selección y el diseño en planta, el diseño en perfil y el diseño de la sección transversal, integrando en cada etapa aspectos clave de análisis con un enfoque centrado en la seguridad del usuario.

Previo al estudio detallado de cada sección, se presentarán algunas preguntas orientadoras que será útil analizar y resolver, ya que facilitarán la comprensión y reflexión sobre los contenidos que se abordarán.

Objetivo general

Presentar a los futuros ingenieros civiles las generalidades y la forma de planear un proyecto para el diseño de una carretera.

Objetivos específicos

• Brindar a los estudiantes los conceptos básicos y la clasificación de las carreteras según la jurisdicción, las características, la función y el tipo de terreno.
• Entender las etapas del ciclo de un proyecto de una carretera.
• Exponer a los estudiantes las actividades que se realizan en el diseño de las carreteras, según el tipo y la fase del proyecto.

Una carretera es una infraestructura de transporte cuyo fin es propiciar, bajo condiciones adecuadas de seguridad y comodidad, un medio físico para la circulación de los vehículos en condiciones de continuidad en el espacio y el tiempo. Puede estar constituida por una o varias calzadas cada una de las cuales albergará dos o más carriles y podrá tener uno o dos sentidos de circulación.

Las carreteras se pueden clasificar a partir de diferentes criterios, en Colombia se establecen en (Agudelo, O 2002):

• Jurisdicción
• Tipo de terreno
• Función
• Localización
• Características

Como en todo proceso de formulación y desarrollo de un proyecto, la planificación de un corredor vial requiere de etapas que permiten su maduración y ajustes progresivos, en función de las necesidades identificadas en el territorio.

Para ello, se lleva a cabo un proceso de planeación estructurado en fases denominadas Fase I, Fase II y Fase III. La Fase I corresponde a la etapa inicial de planificación y desarrollo del diseño, donde se evalúan varias alternativas de ruta. A lo largo de la Fase II y la Fase III, estas alternativas se analizan y depuran, seleccionando la opción más favorable desde el punto de vista técnico y económico. Finalmente, en la Fase III se elaboran los diseños definitivos de detalle para la construcción.

En términos generales, los estudios y diseños para el trazado de una carretera pueden realizarse para carreteras nuevas o para carreteras existentes que requieran rehabilitación o mejoramiento, siguiendo uno de los siguientes procesos:

• Estudios por localización directa.
• Estudios con desarrollo de Fase I, Fase II y Fase III.

Estos procesos se aplican a distintos tipos de proyectos viales, tales como carreteras nuevas, mejoramientos, rehabilitaciones, mantenimiento periódico y mantenimiento rutinario, cuyos detalles se abordarán más adelante.

Es importante considerar dentro de los aspectos generales en el diseño geométrico de vías la planeación que da respuesta a:

• Fases para el diseño de una carretera primaria nueva, las actividades.
• Actividades para el diseño de carreteras nuevas por fase y tipo de carretera.
• Proyecto de mejoramiento de carreteras existentes.

De acuerdo con el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras de Invías (2008), existen cinco tipos de proyectos de carreteras:

1. Construcción de carretera nueva.
2. Mejoramiento.
3. Rehabilitación.
4. Mantenimiento rutinario.
5. Mantenimiento periódico.

Los tres primeros requieren de un estudio técnico realizado por una firma consultora y los dos últimos pueden ser planificados directamente por la entidad gestora o dueña del proyecto.

Según el Manual de diseño geométrico de carreteras (Invías, 2008) el diseño de una carretera primaria nueva se realiza por fases o etapas en las que se tiene la posibilidad de evaluar progresivamente la viabilidad económica del proyecto, tales fases son:

• Fase 1. Pre – factibilidad: se identifican uno o varios corredores de ruta posibles, se realiza el prediseño aproximado de la carretera a lo largo de cada corredor y, recurriendo a costos obtenidos en proyectos con condiciones similares, se realiza la evaluación económica preliminar, generalmente utilizando el modelo de simulación HDM - 4.
• Fase 2. Factibilidad: en el corredor seleccionado se debe diseñar en forma definitiva el eje en planta de la carretera. La posición de dicho eje deberá ser compatible con el cumplimiento de las especificaciones geométricas tanto del perfil como de las secciones transversales y de todas las estructuras y obras complementarias que se requieran.
• Fase 3. Diseños definitivos: se elaboran los diseños detallados, tanto geométricos como de todas las estructuras y obras complementarias que se requieran, de tal forma que un constructor pueda materializar la carretera.

Material de apoyo

El Manual de diseño geométrico de carreteras (Invías, 2008), plantea diferentes actividades a desarrollar en distintas fases. En el caso de las vías primarias existen tres, mientras que para las vías secundarias y terciarias solo existe una. A continuación se explican estas fases:

Vías primarias

• Fase 1: pre-factibilidad
• Fase 2: factibilidad
• Fase 3: diseños definitivos

Vías secundarias y terciarias

• Fase única

El Manual de diseño geométrico de carreteras (Invías, 2008), plantea que las exigencias del tránsito en lo referente a la seguridad y a la velocidad de operación obligan al mejoramiento continuo de los criterios de diseño y, por consiguiente, a su aplicación en el mejoramiento de las carreteras existentes.

Entre las situaciones que justifican el mejoramiento de una carretera se encuentran las siguientes:

• El incremento en el volumen de tránsito. Un caso frecuente es la ampliación de la vía a dos calzadas con separador central y la adecuación de la vía existente como una de las calzadas unidireccionales.
• Así la demanda del tránsito no lo exija, la pavimentación de una carretera obliga a realizar mejoras en los alineamientos, compatibles con el aumento en la velocidad de operación que dicha pavimentación implica. El incremento de la velocidad de los vehículos requiere garantizar la distancia de visibilidad de parada y además, a ofrecer, en las carreteras de dos carriles, longitud suficiente con visibilidad de adelantamiento.
• La necesidad de eliminar sitios críticos de accidentalidad originados por defectos en el trazado de la carretera.

Revisa las fases y las especificaciones para el diseño geométrico del mejoramiento, disponibles en los esquemas interactivos.

En la presente unidad se definió carretera, como una infraestructura de transporte cuyo fin es propiciar, bajo condiciones adecuadas de seguridad y comodidad, un medio físico para la circulación de los vehículos en condiciones de continuidad en el espacio y el tiempo. De igual manera se presentaron los diferentes criterios para clasificar las carreteras en Colombia, estos criterios son: por jurisdicción, por sus características, según tipo de terreno, según su localización y por sus características.

Se describieron los cinco tipos de proyectos carreteros de acuerdo Manual de diseño geométrico de carreteras (Invías, 2008), los tres primeros requieren de un estudio técnico realizado por una firma consultora, los dos últimos pueden ser planificados directamente por la entidad gestora o dueña del proyecto. Se presentan las tres fases que se siguen para el diseño de una carretera primaria nueva, Pre-factibilidad – factibilidad – Diseños Definitivos, y las actividades realizadas para cada fase y tipo de carretera a diseñar, las cuales se deben seguir según los planteado por el Manual (Invías, 2008), al final se plantean los criterios y fases para la realización e proyectos de mejoramiento de carreteras existentes.