Topografia y Diseño Geometrico App Cambao-manizales

VERSIN # 3

TOPOGRAFA Y DISEO GEOMTRICO CAPITULO I

VERSIN # 3

TABLA DE CONTENIDO

1 INTRODUCCIN ...................................................................................................................... 5

2 OBJETIVOS ............................................................................................................................. 6

3 TOPOGRAFA DE LOS CORREDORES VIALES ............................................................................. 7

3.1 METODOLOGA PROYECTOS LIDAR ................................................................................ 8

3.2 PRODUCTOS OBTENIDOS ............................................................................................. 11

3.2.1 Puntos de Control Topogrfico .............................................................................. 11

3.2.2 Mapas o Planos Topogrficos, Restitucin y Modelos Digitales de Terreno ........... 12

3.2.3 Ortofotos de Alta Resolucin y Restitucin Cartogrfica ........................................ 13

3.2.4 Transformacin de Coordenadas ........................................................................... 15

3.3 REFERENCIACIN Y NIVELACIN DE LA LNEA BASE ..................................................... 16

3.4 LOCALIZACIN DEL EJE DEL CORREDOR ....................................................................... 17

3.5 REFERENCIAS PARA EL REPLANTEO DEL EJE ................................................................. 17

3.6 BASES DE TOPOGRAFA UTILIZADAS PARA EL LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO ......... 17

3.7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES TOPOGRAFA ................................................. 18

4 DISEO GEOMTRICO .......................................................................................................... 19

4.1 SELECCIN DE LA VELOCIDAD DE DISEO .................................................................... 19

4.1.1 Cambao Armero ................................................................................................. 20

4.1.2 Armero Lbano Murillo .................................................................................... 21

4.1.3 Murillo La Esperanza .......................................................................................... 23

4.1.4 Ibagu Mariquita Honda .................................................................................. 24

4.2 METODOLOGA DE DISEO GEOMTRICO ................................................................... 25

4.2.1 Informacin Bsica del Proyecto ........................................................................... 25

4.2.2 Diseo Geomtrico En Planta ................................................................................ 26

4.2.3 Diseo Geomtrico En Perfil.................................................................................. 27

4.2.4 Diseo En Seccin Transversal............................................................................... 27

4.2.5 Parmetros De Diseo Geomtrico ....................................................................... 28

4.2.6 Movimiento De Tierras.......................................................................................... 29

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4.2.7 Limitaciones De Diseo ......................................................................................... 30

4.2.8 Criterios De Seleccin De Alternativas Parmetros De Diseo Geomtrico ............ 30

5 DESCRIPCIN UNIDADES FUNCIONALES ............................................................................... 31

5.1 UNIDAD FUNCIONAL 1: CAMBAO ARMERO .............................................................. 31

5.2 UNIDAD FUNCIONAL 2: ARMERO LBANO ................................................................. 34

5.3 UNIDAD FUNCIONAL 3: PASO URBANO POR LBANO ................................................... 36

5.4 UNIDAD FUNCIONAL 4: LBANO MURILLO ................................................................. 37

5.5 UNIDAD FUNCIONAL 5: PASO POR MURILLO ............................................................... 39

5.6 UNIDAD FUNCIONAL 6: MURILLO ALTO DE VENTANAS ............................................. 40

5.7 UNIDAD FUNCIONAL 7: ALTO DE VENTANAS TERMALES DEL RUIZ ............................ 42

5.8 UNIDAD FUNCIONAL 8: TERMALES DEL RUIZ LA ESPERANZA .................................... 44

5.9 UNIDAD FUNCIONAL 9: LA ESPERANZA MANIZALES.................................................. 46

5.10 UNIDAD FUNCIONAL 10: IBAGU ARMERO ............................................................... 47

5.11 UNIDADES FUNCIONALES 11 Y 12: ARMERO MARIQUITA (PASO URBANO POR

MARIQUITA) HONDA ............................................................................................................ 50

6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DISEO GEOMTRICO ............................................. 52

7 ANEXOS TOPOGRAFA Y DISEO GEOMTRICO .................................................................... 53

Lista de figuras y tablas

Tabla 1.1 Unidades Funcionales APP Cambao - Manizales .............................................. 7

Figura 3.1 Vista General rea de Proyecto Lidar ........................................................... 8

Tabla 3.1 Parmetros Tcnicos Levantamiento Lidar ........................................................ 9

Figura 3.2 Detalle Modelo Digital de Terreno Generado ................................................. 13

Figura 3.3 Detalle Ortofoto de Alta Resolucin ............................................................... 15

Figura 3.4 Definicin del Sistema de Coordenadas Magna Sirgas Origen Bogot, en

Relacin a su Transformacin desde ITRF2008 .............................................................. 16

Tabla 4.1 Velocidad de Diseo Asignada Unidades Funcionales APP Cambao - Manizales

........................................................................................................................................ 29

Figura 5.1 Localizacin General Unidad Funcional 1 ...................................................... 32

Figura 5.1 Vista Diseo Unidad Funcional 1 ................................................................... 33

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Figura 5.10 Registro Visual Unidad Funcional 6 ............................................................. 42

Figura 5.11 Localizacin General Unidad Funcional 7 .................................................... 43





Figura 5.16 Localizacin General Unidad Funcional 10 .................................................. 48

Figura 5.17 Vista Diseo Unidad Funcional 10 ............................................................... 49

Figura 5.18 Localizacin General Unidades Funcionales 11 y 12 .................................... 50

Figura 5.19 Vista Diseo Unidades Funcionales 11 y 12 ................................................ 51

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1 INTRODUCCIN

Dentro de la estructuracin tcnica y econmica del proyecto APP CAMBAO-MANIZALES

se ha requerido de la ejecucin de las actividades de Topografa y Diseo Geomtrico

requeridos para obtener la base cartogrfica que permita el desarrollo integral del proyecto

y la evaluacin de los parmetros de cumplimiento normativos determinados con base en

la velocidad de diseo asignada a cada una de las unidades funcionales que conforman el

proyecto, tomando en todo caso como base los estudios realizados a nivel de pre-

factibilidad y la oferta presentada ante la Agencia Nacional de Infraestructura ANI.

APP CAMBAO MANIZALES incluye corredores viales localizados en los Departamentos

de Tolima y Caldas de acuerdo con la siguiente relacin:

- Corredor Cambao Manizales (Cambao Armero Lbano Murillo La

Esperanza Manizales)

- Corredor Ibagu Honda (Ibagu Mariquita Honda)

Para efectos de estructuracin legal y financiera los corredores relacionados han sido

divididos en UNIDADES FUNCIONALES tal como se relaciona en la tabla que se presentan

en pginas sub-siguientes.

Especficamente para el Corredor Cambao Manizales se plantea un proyecto de

Rehabilitacin y Mejoramiento Vial. En el Corredor Ibagu Honda se planta un proyecto

para Operacin y Mantenimiento Vial.

El presente informe contiene la descripcin general de las actividades realizadas en las

especialidades descritas en prrafos anteriores (topografa y diseo geomtrico).

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2 OBJETIVOS

Presentar la descripcin metodolgica y los resultados obtenidos en las actividades de

topografa y diseo geomtrico dentro del proceso de estructuracin de la APP Cambao

Manizales, en concordancia con los parmetros de diseo propuestos y tomando como

base los estudios previos realizados sobre los corredores objeto de la propuesta de

asociacin.

Como objetivos especficos se tienen:

- Realizar las actividades topogrficas requeridas para la recoleccin y proceso de

informacin dirigidas a obtener la base cartogrfica del proyecto que sirven como

base para el desarrollo de las especialidades de estudio incluidas en el proyecto.

- Elaborar el diagnostico geomtrico de cada uno de los tramos incluidos, dirigidos a

la verificacin de cumplimiento de parmetros de diseo con el fin de formular

alternativas de mejoramiento en los corredores incluidos.

- Elaborar el diseo geomtrico para cada uno de los corredores incluidos con el fin

de determinar la solucin propuesta y con base en esta calcular las cantidades

bsicas de obra requeridas por las reas de presupuesto y programacin de obra

- Presentar los resultados obtenidos en las disciplinas de topografa y diseo

geomtrico del proyecto y los soportes correspondientes (planos, memorias e

informes)

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Tabla 1.1 Unidades Funcionales APP Cambao - Manizales

UF No. TRAMO LONGITUD ABS. INICIAL ABS. FINAL

1 Cambao Armero 21.1 Km 0 21139

2 Armero Lbano 31.9 Km 21140 52998

3 Paso Urbano por Lbano 2.7 Km 52998 55666

4 Lbano Murillo 21.1 Km 55700 76750

5 Paso Urbano por Murillo 1.3 Km 76750 77955

6 Murillo Alto de Ventanas 23.4 Km 78000 101400

7 Alto de Ventanas Termales 20.2 Km 101400 121600

8 Termales La Esperanza 9.7 Km 121600 131300

9 La Esperanza Manizales 25.0 Km 131300 156300

10 Ibagu Armero 76.9 Km 0 76900

11 Armero Mariquita 28.7 Km 76900 105600

12 Mariquita - Honda 19.0 Km 105600 124600

3 TOPOGRAFA DE LOS CORREDORES VIALES

En la presente seccin del documento se describe la metodologa de trabajo aplicada para

el levantamiento topogrfico de informacin en los corredores, el cual consiste en la

ELABORACIN DE LA TOPOGRAFA LIDAR Y ORTOFOTO DE ALTA RESOLUCIN de

los corredores viales incluidos en el estudio.

El proyecto Lidar se plantea con el objetivo bsico de recopilar y generar un marco de datos

geogrficos de alta resolucin y precisin, geo referenciado y preparado para su integracin

en un entorno GIS y CAD que sirva como base a los estudios y diseos incluidos en el

proyecto. Para ello se realiz un levantamiento mediante un vuelo combinado con sistema

Lidar (altmetro lser aerotransportado) y cmara fotogramtrica, ambos de alta resolucin,

para obtener los datos que sirvan como base para los diversos estudios posteriores.

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Los resultados del proyecto tras las distintas fases del procesado se han entregado

adaptados al trabajo en entornos GIS y CAD, geo referenciados y preparados para su

explotacin inmediata por parte de las diferentes reas que integran el proyecto.

La siguiente figura muestra el rea del proyecto.

Figura 3.1 Vista General rea de Proyecto Lidar

Es importante aclarar que en la totalidad del rea del proyecto, no se presentan sitios

crticos, por lo tanto no se presenta como producto del levantamiento topogrfico ningn

registro referente al tema. Adicionalmente, por la metodologa aplicada para este proyecto

el levantamiento topogrfico contiene la informacin suficiente y cubre las reas necesarias

para el anlisis que sea necesario.

3.1 METODOLOGA PROYECTOS LIDAR

Se citan a continuacin las distintas fases que se han seguido para la toma de datos Lidar

y posterior procesado y post procesado de los mismos as como los trabajos topogrficos y

de gabinete asociados al proyecto. Atendiendo adems las necesidades tcnicas del

VERSIN # 3

proyecto, la siguiente tabla presentan el resumen de los parmetros tcnicos incluidos para

la ejecucin de los trabajos de topografa por mtodos LiDAR.

Tabla 3.1 Parmetros Tcnicos Levantamiento Lidar

Las fases tcnicas ejecutadas son las que se detallan a continuacin:

- Peticin de permisos de vuelo: Solicitud a las autoridades competentes de los

permisos requeridos para ejecutar los vuelos. Todos los aspectos relativos a la

peticin de los permisos de vuelo se describen en el apartado subsiguiente Error!

No se encuentra el origen de la referencia. Error! No se encuentra el origen

de la referencia..

- La fase de vuelo dependi de la climatologa presente en la zona y de otros

contratiempos de tipo logstico o legal asociados a la toma de datos. Todos los

aspectos relativos a la ejecucin y planificacin de la fase de vuelo se describen en

el apartado subsiguiente Error! No se encuentra el origen de la referencia..

- Sobrevuelo de la zona objeto de los trabajos. Se realiza de forma simultnea a la

toma de datos Lidar, la toma de imgenes digitales que permiten a posteriori la

generacin de ortofoto.

# PARAMETROS ESPECIFICACIONES1. SISTEMA GEODESICO DE REFERENCIA

1.1 Sistema geodesico de referencia WGS84

1.2 Alturas elipsoidales WGS84

1.3 Proyeccin cartogrfica UTM Zona 18

1.4 Estaciones gps de referencia en tierra Estacin propia

2. VUELO LIDAR

2.1 Sensor Equipo SLS LAMS 120 5Mp

2.2 Campo de vision transversal (fov) 80 grados, +/- 40

2.3 Frecuencia de escaneado 10.000 escaneos por segundo

2.4 Velocidad de escaneado 6 a 80 scan por segundo

2.5 Normas de seguridad, potencia de pulso Laser Tipo 1 con potencia estable para rango de alturas de vuelo usadas

2.6 Frecuencia de pulso 10 KHz

2.7 Resolucion espacial. densidad promedio. 6 puntos lser por metro cuadrado

2.8 Calibracin del Sensor Antigedad de 5 aos, calibracin garantizada por Fabricante

2.9 Resolucin radiomtrica de intensidades mltiples 8 bits

2.1 Capacidad de detectar mltiples retornos para un mismo pulsoRegistra el ltimo de los 4 pulsos lanzados

2.11 Sistema de navegacin basado en GPS De doble frecuencia, NAVSTAR y GLONASS

2.12 Sistema Inercial IMU, integrado

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- Trabajos topogrficos de apoyo (apoyo a los vuelos y levantamientos topogrficos

de control). Comprenden los trabajos de apoyo a los vuelos y medicin de puntos

de control. Los trabajos topogrficos de apoyo al vuelo incluyen la instalacin de

estaciones base GPS durante los vuelos de toma de datos y calibracin de los

equipos. Tambin en la medida de los levantamientos topogrficos de control

durante la ejecucin de los trabajos de vuelo.

- Control de Calidad inicial de los datos (QC, Quality Control). El Control de Calidad

inicial de los datos se realiza sobre cada uno de los vuelos realizados para verificar

que la toma de datos ha sido exitosa y poder concluir por lo tanto la fase de vuelo.

Por ello la fase de vuelo no se da por terminada hasta que no concluye la fase de

Control de Calidad inicial de los datos. Fueron entregados informes de Control de

Calidad de los vuelos tras la fase de vuelo concluida.

- Procesado bsico de datos. Clculos GPS e inerciales. Integracin entre los datos

Lidar y la cmara fotogramtrica digital y los datos del sistema GPS y el Sistema de

Navegacin Inercial1. Calibracin y matching (ajuste) de las lneas de datos Lidar y

generacin de las imgenes digitales y georreferenciacin y orientacin de las

mismas. Generacin del proyecto, divisin en bloques, nube de puntos bsica en

formato las, edicin para eliminacin de posibles puntos errneos.

- Transformacin de coordenadas. Transformacin de datos en sistema de

coordenadas WGS84 UTM Huso 18 Norte y alturas elipsoidales a sistema de

Coordenadas locales Magna Sirgas origen Bogot, y alturas ortomtricas ajustadas

a la red geodsica local del cliente.

- Generacin de Modelos de Elevaciones: MDT. Edicin para la generacin del

Modelo Digital del Terreno2. Creacin de modelos interpolados. Todos los aspectos

bsicos relativos a la generacin de Modelos de Elevaciones a partir de los datos

Lidar se describe adelante.

1 Inertial Navigation System, INS en adelante. 2 MDT en adelante

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- Procesado bsico de imgenes digitales y generacin de ortofoto. Ortoproyeccin,

mosaicado y edicin de lneas de mosaicado, equilibrio de color, retoque fotogrfico.

Todos los aspectos bsicos relativos al procesado de las ortofotos se describen ms

adelante

3.2 PRODUCTOS OBTENIDOS

A continuacin se realiza una descripcin general de los productos obtenidos como

resultado del levantamiento topogrfico Lidar ejecutado.

En sntesis, los productos se presentan en los formatos que se especifican a continuacin:

- Archivos en formato CAD (dwg) con la frontera de la zona de estudio, la traza y otra

informacin en formato vectorial de relevancia como el ndice de bloques.

- MDT por bloques interpolado a 0.5 m de resolucin.

- Curvas de nivel cada 0.5 m con directoras a 2.5 m.

- Nube de puntos clasificada en la zona de estudio y ajustada al modelo de geoide

local Incluyendo la clasificacin por objeto. La nube de puntos se entrega en formato

*.las

- Ortofotos. En formato Ecw y GeoTiff y resolucin 15 cm de pxel. Con la misma

distribucin de bloques que los datos Lidar.

Los datos entregados se encuentran en el sistema de coordenadas Magna Sirgas Origen

Bogot, poca actual y alturas ortomtricas ajustadas a la red geodsica local calculada

con datos topogrficos tomados en campo

3.2.1 Puntos de Control Topogrfico

Las actividades de control topogrfico en tierra tienen como objetivo prestar apoyo a las

actividades de vuelo mediante la instalacin de estaciones base GPS localizadas en puntos

clave del proyecto con rastreo simultneo durante la ejecucin de los vuelos. De esta

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manera se obtienen los datos requeridos para fijar los puntos en tierra que permitan de

manera posterior realizar las correcciones de coordenadas que se incluyen en los datos

Lidar y procesos fotogramtricos y de restitucin posteriores.

El anexo 1 muestra la localizacin y la memoria tcnica del posicionamiento realizado para

control de los vuelos de toma de informacin.

3.2.2 Mapas o Planos Topogrficos, Restitucin y Modelos Digitales de

Terreno

Para conseguir los Modelos de Elevaciones objeto del proyecto se establece una secuencia

de procesado que podemos resumir en los siguientes pasos:

- Decodificacin de los datos y pre-procesado GPS (ALSPP)

- Posicionamiento GPS/INS (IPASTC)

- Generacin de la trayectoria (IPASTC)

- Creacin del archivo de datos lser .las (ALSPP)

- Calibracin y matching de las trayectorias (TerraScan, TerraMatch)

- Correcciones en altura utilizando datos de campo (TerraScan, TerraMatch)

- Bsqueda y eliminacin de puntos no vlidos (TerraScan, TerraModeler)

- Edicin de puntos Lidar y clasificacin de datos Lidar (TerraScan, TerraModeler)

- Generacin de estadsticas de precisin y calidad de los datos Lidar (TASQ)

- Edicin bsica de datos Lidar y correccin de errores. Clasificacin de puntos Lidar

(TerraScan, TerraModeler)

- Generacin de MDT, MDS (TerraScan, TerraModeler, Blom Lidartools)

- Creacin de los ficheros de salida (TerraScan, Blom Lidartools).

La generacin de los MDT se realiz mediante interpolacin para conseguir las diferentes

versiones de los Modelos de Elevaciones de forma regular. Para generar los modelos se

eligieron durante la interpolacin las clases de puntos adecuadas, generadas tras el

proceso de clasificacin de los datos.

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Se siguieron las siguientes consideraciones generales en la generacin de los Modelos de

Elevaciones:

- En las zonas donde no existan datos se comprob que esto se deba a causas

naturales como por ejemplo zonas del MDT bajo edificios o presencia de zonas de

agua de reflexin nula.

- Se comprob que dichas zonas no respondan a prdidas de datos por mal

funcionamiento del sistema Lidar o deficiencias en la planificacin y ejecucin de los

planes de vuelo que suponan una cobertura no total del terreno.

- En caso de encontrar zonas sin datos de este tipo se marcaron y se notific a la

Direccin Tcnica del Proyecto mediante la entrega de un shp donde se marcaban

dichas zonas.

Figura 3.2 Detalle Modelo Digital de Terreno Generado

3.2.3 Ortofotos de Alta Resolucin y Restitucin Cartogrfica

Para conseguir las ortofotos rpidas objeto del proyecto se establece una secuencia de

procesado que podemos resumir en los siguientes pasos:

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- Descarga y decodificacin de los datos (FramePro)

- Posicionamiento GPS (IPASCO)

- Generacin de la trayectoria del helicptero (IPASTC)

- Desarrollo de las imgenes digitales y correcciones radiomtricas (Frame Pro)

- Obtencin de parmetros finales de calibracin de la cmara y puntos de

aerotriangulacin

- Obtencin de orientaciones externas y centros de proyeccin (Terraphoto)

- Mosaicado de imgenes digitales (Terraphoto)

- Balance de color y generacin de ortos (Terraphoto).

Como podemos observar los pasos 2 y 3 del procesado de las imgenes digitales son

comunes al procesado Lidar bsico. Esto se debe a que se utiliza la misma solucin

obtenida para el vuelo Lidar y para el vuelo orto utilizando los mismos datos GPS e INS.

La precisin del vuelo Lidar, asegurada por el posicionamiento Lidar con errores

centimtricos, asegura tambin una gran precisin en el posicionamiento de las imgenes

digitales. La precisin planimtrica de las imgenes digital previa a la generacin de las

ortofotos se mejora mediante procesos de aerotriangulacin digital (bsqueda de puntos

homlogos y correccin de los parmetros de calibracin de la cmara).

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Las ortofotos generadas han incluido los procesos de edicin de ortoproyeccin, lneas de

mosaicado, radiometra, entre otros procesos para que la apariencia final del producto sea

estticamente correcta tal como se muestra en la siguiente figura.

Figura 3.3 Detalle Ortofoto de Alta Resolucin

3.2.4 Transformacin de Coordenadas

El marco geodsico de referencia utilizado para el procesado bsico durante la toma de

datos es ITRF2008 (Marco de Referencia Terrestre Internacional), considerado equivalente

a IGS2008. La poca de clculo de coordenadas es poca actual y las alturas de referencia

del procesado bsico de los datos son alturas elipsoidales. Tras este primer procesado y

georeferenciacin a ITRF2008 se produjo una transformacin de los datos al sistema de

coordenadas Magna Sirgas (Marco de Referencia 1994) y alturas ortomtricas ajustadas a

la red local de puntos medida para el proyecto.

En la siguiente Figura se muestra la definicin del sistema de coordenadas Magna Sirgas

origen Bogot en relacin a su transformacin desde ITRF 2008. Los parmetros han sido

obtenidos de la pgina oficial del IGAC.

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Figura 3.4 Definicin del Sistema de Coordenadas Magna Sirgas Origen Bogot, en

Relacin a su Transformacin desde ITRF2008

En un ltimo paso antes de la generacin final de datos estos se ajustaron a las alturas

ortomtricas locales medidas para la red de puntos de control. Para lograr este ltimo

objetivo se genera un modelo de geoide local utilizando las diferencias encontradas entre

las alturas obtenidas por nivelacin de la red geodsica levantada y el modelo de elipsoide.

3.3 REFERENCIACIN Y NIVELACIN DE LA LNEA BASE

En este proyecto la georreferenciacin presentada es conforme con la metodologa

realizada (LIDAR). En esta etapa de factibilidad no se presentan referencias de nivelacin

de la lnea base, ya que la georreferenciacin densificada es un producto que se presenta

en proyectos de vas en la fase tres para construccin pues en las etapas de pre y

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factibilidad estos insumos no se contemplan ya que la ingeniera de detalle es la que

necesita esta densificacin.

La georreferenciacin se har con equipos GPS doble frecuencia, amarrado al sistema del

IGAC. De igual manera se presentar en la fase tres la nivelacin geomtrica de esa

georreferenciacin amarrada a NP del IGAC, ya sea trasladando o llevando con puntos de

cambio.

3.4 LOCALIZACIN DEL EJE DEL CORREDOR

En fase de factibilidad a la cual corresponde este informe, no se localiza el eje ya que este

procedimiento se realiza para vas nuevas o variantes, con el fin de chequear el eje y su

rasante de terreno natural versus la obtenida en el modelo digital.

3.5 REFERENCIAS PARA EL REPLANTEO DEL EJE

Al igual que en numeral anterior, en la fase de factibilidad a la cual corresponde este

informe, no se localiza el eje ya que este procedimiento se realiza para vas nuevas o

variantes, con el fin de chequear el eje y su rasante de terreno natural versus la obtenida

en el modelo digital.

3.6 BASES DE TOPOGRAFA UTILIZADAS PARA EL

LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO

Tal como ya se expuso en el numeral 3,3 del presente informe, en este proyecto la

georreferenciacin presentada es conforme con la metodologa realizada (LIDAR). En esta

etapa de factibilidad no se presentan referencias de nivelacin de la lnea base, ya que la

georreferenciacin densificada es un producto que se presenta en proyectos de vas en la

fase tres para construccin pues en las etapas de pre y factibilidad estos insumos no se

contemplan ya que la ingeniera de detalle es la que necesita esta densificacin.

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La georreferenciacin se har con equipos GPS doble frecuencia, amarrado al sistema del

IGAC. De igual manera se presentar en la fase tres la nivelacin geomtrica de esa

georreferenciacin amarrada a NP del IGAC, ya sea trasladando o llevando con puntos de

cambio.

3.7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES TOPOGRAFA

En la presente seccin del documento se ofrece un resumen de los resultados finales del

proceso de medidas y posterior post procesado de los datos. Se especifican las condiciones

de entrega del proyecto y las caractersticas de los datos e informes entregados.

Entre los resultados obtenidos a lo largo del proyecto estn indicados nicamente aquellos

considerados relevantes para la comprobacin de la calidad de los datos obtenidos y para

la comprobacin de la precisin de los mismos de acuerdo con los requerimientos del

cliente.

El clculo de la posicin de los puntos Lidar sobre el terreno depende de forma crtica de la

precisin que se obtenga en el procesado de la trayectoria del vuelo, es decir, de la

estimacin de la posicin obtenida del helicptero durante el vuelo y consecuentemente de

los sensores que en l van montados.

El procesado de datos parte de una trayectoria calculada a partir de los datos capturados

por el GPS del helicptero y corregidos con los datos del Sistema de Navegacin Inercial

(INS) que corrige los movimientos del helicptero en vuelo sobre sus ejes para una posicin

conocida (tpicamente conocidos como alabeo, cabeceo y guiada).

La tcnica de procesado diferencial con apoyo en una estacin base colocada en la zona

de estudio ha sido la utilizada por N.S. para el procesado de los vuelos del presente

proyecto.

El resultado obtenido en ejecucin del levantamiento topogrfico Lidar y los productos

derivados se entregan a las reas de diseo, en primera instancia a diseo geomtrico para

la generacin de sus procesos.

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4 DISEO GEOMTRICO

El diseo geomtrico realizado por el Consultor para los tramos objeto del presente informe

es el resultado de la coordinacin con las entidades interesadas en el proyecto, y

adicionalmente con otras disciplinas de ingeniera que forman parte integral del proyecto.

Considerando que el diseo geomtrico corresponde a una de las actividades ms

importantes en el desarrollo del proyecto y teniendo en cuenta que en l se establece la

configuracin geomtrica definitiva de la solucin propuesta, ste se presenta cumpliendo

los objetivos fundamentales del diseo: funcionalidad, seguridad, comodidad, integracin

con el entorno, armona, esttica y economa.

Debido a la alta densidad de puntos y carga de informacin proveniente de los datos Lidar

los diseadores se han apoyado en la plataforma de diseo geomtrico CLIP, software de

diseo geomtrico de ltima tecnologa especializado en actividades de diseo geomtrico

con base en la mencionada tecnologa.

4.1 SELECCIN DE LA VELOCIDAD DE DISEO

La velocidad de diseo es el parmetro directriz para la definicin del diseo geomtrico de

cualquier proyecto vial. A partir de la velocidad de diseo se definen los parmetros

requeridos para el diseo en planta, perfil y seccin transversal del proyecto vial. La

definicin de la velocidad de diseo y el cumplimiento normativo de los parmetros

derivados busca obtener proyectos con caractersticas homogneas y seguras para los

usuarios.

Independientemente de la categora vial que se pueda definir para cada uno de los tramos

objeto de la propuesta del originador, se deben tener en cuenta algunas condiciones de

entrada, que generen una definicin de velocidad de diseo que represente mejorar las

condiciones actuales de operacin de los corredores viales objeto de la propuesta:

- El tipo de terreno en el cual se desarrolla el proyecto

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- Las condiciones fsicas actuales de las vas, relacionadas especialmente con el

estado de la superficie de rodadura y los componentes bsicos de la seccin

transversal (nmero y ancho de carriles, bermas, cunetas, entre otros)

- Las condiciones de operacin actual relacionadas con los dos puntos anteriores.

- Las condiciones geolgicas, geotcnicas e hidrolgicas que afectan la operacin

continua de los corredores viales.

- El componente de trnsito en corredores con configuracin origen destino paralela

a los corredores objeto de la propuesta. En este componente se incluye la velocidad

de operacin promedio medida en los corredores paralelos.

A continuacin se describen los criterios de seleccin de velocidad de diseo definidos para

cada uno de los corredores en estudio relacionados con lo definido en prrafos anteriores,

independientemente de la definicin de las unidades funcionales establecidas para la

estructuracin de la propuesta del originador.

4.1.1 Cambao Armero

SITUACIN ACTUAL: El corredor vial Cambao Armero corresponde a una va secundaria

que conecta el cruce de la Concesin Panamericana sobre el Rio Magdalena con la va

Ibagu Mariquita Honda y forma parte integral de la definicin del corredor alterno

Bogot Manizales.

La va, con longitud de 21 kilmetros, se desarrolla en terrenos ondulados a montaosos

(20%) y planos (80%). La seccin transversal, conformada por dos carriles de ancho

promedio 3.50 metros no tiene bermas ni zonas de seguridad laterales. La superficie de

rodadura es pavimento asfaltico en estado de alto deterioro. La demarcacin vial es

inexistente y la sealizacin vertical es insuficiente y deteriorada. Estas condiciones no

permiten a los usuarios transitar por el corredor en condiciones cmodas a pesar de que la

geometra en planta y perfil de la va permitira el desarrollo de velocidades y tiempos de

viaje confortables para los usuarios.

Bajo las condiciones mencionadas, en la actualidad el tiempo de viaje para usuarios de

vehculos livianos entre la localidad de Cambao y el cruce con la va Ibagu Mariquita

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Honda es de aproximadamente 30 a 40 minutos. Segn lo anterior un usuario transita el

corredor a una velocidad promedio de 40 - 35 Km/H aproximadamente. Aparte de las

condiciones de baja velocidad, limitadas especialmente por la seccin transversal, las

condiciones fsicas de la va no permiten a los usuarios generar mayores velocidades dadas

condiciones inseguras generadas por la inexistencia de zonas de seguridad y el mal estado

del pavimento.

La propuesta del originador para este corredor contempla el diseo y construccin del

corredor vial, definido como mejoramiento y rehabilitacin, para una velocidad de diseo de

80 Km/H, posible dado que la geometra del corredor y su desarrollo en terreno plano

permiten generar condiciones en planta y perfil longitudinal para cumplir con dicha

velocidad. Adicionalmente se plantea una seccin transversal que normaliza los anchos de

carril a 3.55 metros y genera zonas laterales de seguridad.

La propuesta de diseo geomtrico en combinacin con los estudios y tratamiento definido

por las reas de diseo de pavimentos, geologa, geotecnia e hidrologa entre otras

propende por el objetivo de mantener la operacin sobre el proyecto durante los 360 das

del ao sin cierres generados por eventos en las reas mencionadas.

SITUACIN CON PROYECTO: Corredor vial Cambao Armero con velocidad de diseo

de 80 Km/H, esperando una velocidad promedio de operacin para vehculos livianos de

70 Km/H para un tiempo de viaje estimado en 20 minutos. Complementadas con un

esquema se sealizacin y demarcacin vial adems de los servicios propios del esquema

de concesin se ofrecen al usuario condiciones de trnsito y servicio cmodas y seguras.

4.1.2 Armero Lbano Murillo

SITUACIN ACTUAL: El corredor vial Armero Lbano Murillo constituye un importante

eje de desarrollo econmico para la regin norte del Departamento del Tolima y adicional

va alterna para completar la conexin Bogot Manizales, adems de las posible

potencialidades de desarrollo regional relacionadas con actividades econmicas como

ganadera, agricultura y alternativas de eco-turismo.

VERSIN # 3

La va, con longitud de 57 kilmetros aproximadamente (Armero Lbano 32 Km., Paso

Urbano Lbano 2.5 Km., Lbano Murillo 21 Km., Paso Urbano Murillo 1.5 Km.) se desarrolla

en terrenos montaosos y escarpados. La seccin transversal, conformada por dos carriles

de ancho promedio 3.00 metros no tiene bermas ni zonas de seguridad laterales. La

superficie de rodadura es pavimento asfaltico en estado de alto deterioro. La demarcacin

vial es inexistente y la sealizacin vertical es insuficiente y deteriorada. Adicional a lo

anterior se visualizan sobre el corredor algunas zonas inestables que requieren de

tratamiento inmediato. Estas condiciones no permiten a los usuarios transitar por el

corredor en condiciones cmodas generando recorridos tortuosos entre las localidades que

conecta el corredor vial.


vehculos livianos entre las localidades de Armero y Murillo es de aproximadamente 120

minutos. Segn lo anterior un usuario transita el corredor a una velocidad promedio de 25

Km/H aproximadamente. Aparte de las condiciones de baja velocidad, limitadas

especialmente por la pendiente longitudinal y la seccin transversal reducida, las

condiciones fsicas de la va no permiten a los usuarios generar mayores velocidades dadas

condiciones inseguras generadas por la inexistencia de zonas de seguridad, el mal estado

del pavimento y la existencia de algunas zonas inestables activas a lo largo del corredor.


corredor vial, definido como mejoramiento y rehabilitacin con una sectorizacin que

permita la implementacin de tramos homogneos de velocidad de 40 30 Km/H cuya

implementacin es posible en planta dada la geometra del corredor existente y en perfil

con las limitaciones propias de pendiente con algunos tramos excepcionales.

Adicionalmente se plantea una seccin transversal que normaliza los anchos de carril a

3.55 metros, sobreanchos en puntos de geometra crtica y generacin zonas laterales de

seguridad con tratamiento de zonas inestables y adecuado manejo hidrulico de las obras.

En todo caso la seleccin de velocidad para los pasos urbanos incluidos debe contemplar

las caractersticas propias de este tipo de proyecto con las restricciones de trnsito y

circulacin en zonas urbanas y sub-urbanas situacin que no limita los beneficios previstos

para el proyecto.

VERSIN # 3





SITUACIN CON PROYECTO: Corredor vial Armero Lbano Murillo con sectorizacin

de velocidad de diseo de 40-30 Km/H, esperando una velocidad promedio de operacin

para vehculos livianos de 35 Km/H para una reduccin de tiempos de viaje estimada en 30

minutos. Complementadas con un esquema se sealizacin y demarcacin vial adems

de los servicios propios del esquema de concesin se ofrecen al usuario condiciones de

trnsito y servicio cmodas y seguras adems de generar la posibilidad de transito cmodo

para vehculos articulados y carga pesada.

4.1.3 Murillo La Esperanza

SITUACIN ACTUAL: El corredor vial Murillo La Esperanza finaliza la conexin alterna

Bogot Manizales y pretende activar las actividades econmicas regionales y nacionales.

Completar la conexin alterna entrega a los usuarios la posibilidad de acceder desde la

localidad de Cambao, las ciudades de Bogot, Ibagu y Honda y de las localidades incluidas

en los corredores viales a la ciudad de Manizales.

La va, con longitud de 34 kilmetros aproximadamente (Murillo Alto de Ventanas 23.4

Km., Alto de Ventanas Termales del Ruiz 20.20 Km., Termales del Ruiz La Esperanza

Paso Parque Natural de Los Nevados 9.70 Km.). Es en la actualidad una conexin vial

construida en afirmado en mal estado, con seccin transversal limitada la cual presta un

servicio de conexin local entre Murillo y Manizales. Se observa en la actualidad ausencia

total de dispositivos de sealizacin y control vial por lo que la operacin para los usuarios

es limitada y bastante tortuosa.


vehculos livianos entre las localidades de Murillo y La Esperanza es de 3 a 4 horas. Segn

lo anterior un usuario transita el corredor a una velocidad promedio de 10-15 Km/H

aproximadamente. Aparte de las condiciones de baja velocidad, limitadas especialmente

VERSIN # 3

por las condiciones geomtricas en planta y perfil del corredor as como por la superficie de

rodadura y ausencia total de mantenimiento las condiciones fsicas de la va no permiten a

los usuarios generar mayores velocidades. Cabe anotar aqu que en todo caso en

corredores paralelos en origen destino se ha realizado mediciones de velocidad similares

a las de este corredor en el estado actual.


corredor vial, definido como mejoramiento y rehabilitacin con una sectorizacin que

permita la implementacin de tramos homogneos de velocidad de 40 30 Km/H y de 30

Km/H para el sector Alto de Ventanas Termales del Ruiz que comprende el paso por el

Parque Nacional de Los Nevados con las limitaciones intrnsecas del mismo.

Adicionalmente se plantea una seccin transversal que normaliza los anchos de carril a

3.55 metros, sobreanchos en puntos de geometra crtica y generacin zonas laterales de

seguridad con tratamiento de zonas inestables y adecuado manejo hidrulico de las obras.





SITUACIN CON PROYECTO: Corredor vial Murillo La Esperanza con sectorizacin de

velocidad de diseo de 40-30 Km/H, esperando una velocidad promedio de operacin para

vehculos livianos de 30 Km/H para un tiempo de recorridos estimado en entre 1.0 y 1.5

horas de recorrido. Complementadas con un esquema se sealizacin y demarcacin vial

adems de los servicios propios del esquema de concesin se ofrecen al usuario

condiciones de trnsito y servicio cmodas y seguras adems de generar la posibilidad de

transito cmodo para vehculos articulados y carga pesada.

4.1.4 Ibagu Mariquita Honda

SITUACIN ACTUAL: El corredor vial Ibagu Mariquita Honda corresponde a la

conexin regional entre el centro y el norte del Departamento del Tolima adems de realizar

conexiones con los Departamentos vecinos de Cundinamarca y Caldas.

VERSIN # 3

La va, con longitud de 125 kilmetros aproximadamente es en la actualidad un corredor

implantado en terrenos planos ondulados exceptuando un punto especfico de tipo

montaoso en el paso por el Rio Recio. El corredor se encuentra en operacin con

contratos de rehabilitacin y mantenimiento que lo mantienen operarito durante todo el ao.


corredor vial, definido como mantenimiento y rehabilitacin con una sectorizacin que

permita la implementacin de una velocidad de diseo de 80 Km/H, sectorizado entre 40-

80 Km/H en el paso del Rio Recio y restringido en pasos urbanos localizados a lo largo del

corredor a 30 Km/H como condicin de diseo especifica.

Las intervenciones sobre el corredor vial pretenden garantizar las condiciones de operacin

con velocidad y seguridad adecuada complementadas con un esquema se sealizacin y

demarcacin vial adems de los servicios propios del esquema de concesin se ofrecen al

usuario condiciones cmodas y seguras.

4.2 METODOLOGA DE DISEO GEOMTRICO

A continuacin se describe de manera general la metodologa general para el Diseo

Geomtrico del proyecto.

4.2.1 Informacin Bsica del Proyecto

Los anlisis de diseo geomtrico se realizan sobre la cartografa, modelos digitales del

terreno, ortofotos y restituciones cartogrficas obtenidas de los levantamientos LiDAR

realizados segn se describi en captulos anteriores del informe. Adicionalmente se toma

informacin de apoyo disponible en entidades territoriales principalmente en el en el

Instituto Geogrfico Agustn Codazzi.

La definicin de los corredores de estudio determina la extensin de los trabajos LiDAR

realizados. Los productos obtenidos sirven como base a las actividades de diseo

geomtrico y como apoyo a las dems especialidades que intervienen en el desarrollo del

proyecto.

VERSIN # 3

4.2.2 Diseo Geomtrico En Planta

Para el diseo geomtrico se ha dado cumplimiento a las especificaciones y lineamientos

establecidos por el Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras INVAS 1998 normativo a

nivel nacional. Adicionalmente los diseadores del proyecto se han apoyado en otros

documentos normativos internacionalmente aceptados, especialmente en la norma A

POLICY ON GEOMETRIC DESIGN OF HIGHWAYS AND STREETS 2004 elaborada por

la Asociacin Americana de Vas y Transporte AASHTO.

En general, el proyecto contempla el clculo de un eje central de calzada. La cantidad y

disposicin de carriles de carriles se mantiene a lo largo del proyecto, presentando

variaciones nicamente en los sitios cercanos a intersecciones o estructuras de retorno.

Las actividades de detalle que contempla el Diseo geomtrico en planta son:

- Ubicacin y descripcin de las restricciones constructivas y geomtricas.

- Diseo del alineamiento horizontal con base en los requerimientos normativos y criterios

establecidos.

- Clculo y proceso de elementos de las concatenaciones de curvas establecidas.

- Generacin y proceso en programas tipo CAD del dibujo de los ejes y sus cuadros de

elementos de curvatura.

- Edicin del dibujo de diseo en planta incorporado con la topografa base en las escalas

requeridas

Como resultado en planta se presentan los planos de diseo correspondiente en los cuales

se plasma la geometra general del proyecto con los elementos de respaldo para su

localizacin y replanteo.

VERSIN # 3

4.2.3 Diseo Geomtrico En Perfil

Teniendo en cuenta los criterios tcnicos y parmetros establecidos se procedi al diseo

del alineamiento vertical, sin olvidar que los alineamientos horizontal y vertical de una va

no deben estudiarse independientemente.

Como resultado del diseo altimtrico se presentan los planos de perfil en relacin de escala

1H/10V que incluyen el perfil longitudinal del terreno correspondiente al eje de diseo con

su respectiva informacin de la rasante proyectada y de los alineamientos y curvas

verticales. Adems contienen la informacin de las curvas verticales, como longitud de la

curva (medida en su proyeccin horizontal), PCV (principio de curva vertical), PIV (punto de

interseccin vertical), PTV (principio de tangente vertical) y el parmetro K para cada curva

vertical. Adicionalmente se muestra la informacin de pendientes, cota roja y cota negra

(cada 10 metros).

4.2.4 Diseo En Seccin Transversal

Con base al diseo geomtrico general se realiz el clculo, generacin y procesamiento

en AutoCAD del dibujo de secciones transversales de terreno en los intervalos

especificados a lo largo del eje de proyecto, sobre en la topografa base del proyecto.

La cobertura de las secciones transversales contempla todo el corredor de diseo. Se

presenta la superposicin del terreno natural y de la seccin transversal proyectada con la

informacin correspondiente cotas negra y roja del eje de diseo, ordenada y cota de puntos

de chafln, ordenadas y cotas de bordes proyectados e informacin bsica de volumen de

movimiento de tierras.

Las dimensiones de la seccin transversal para cada una de las unidades funcionales

incluidas en el proyecto se determina por parmetros normativos o conforme con lo ofrecido

por la Asociacin Pblico-Privada a la Agencia Nacional de Infraestructura. Se incluyen

adicionalmente en las secciones transversales los datos correspondientes a taludes tipo

VERSIN # 3

suministrados por el rea de geotcnica y la estructura calculada en cada tramo por el rea

de diseo de pavimentos.

4.2.5 Parmetros De Diseo Geomtrico

La velocidad de diseo o velocidad de proyecto es el parmetro base que permite

determinar las caractersticas geomtricas mnimas de todos los elementos del trazado en

condiciones de comodidad y seguridad. Por lo anterior, la velocidad de diseo representa

la referencia mnima.

Se define como la mxima velocidad segura y cmoda que puede ser mantenida en una

seccin determinada de una va, cuando las condiciones son tan favorables que las

caractersticas geomtricas del diseo de la va predominan.

Todos aquellos elementos geomtricos de los alineamientos horizontal, vertical y

transversal, tales como radios mnimos, pendientes mximas, distancias de visibilidad y

peraltes entre otros dependen de la velocidad de diseo y varan con un cambio en ella.

La seleccin de la velocidad de diseo depende de las condiciones propias del proyecto a

desarrollar as como de las restricciones de todo tipo que existen en los proyectos. Para el

caso especfico de los ejes proyectados se han asignado las velocidades de diseo

correspondientes para cada unidad funcional, bsicamente en funcin del tipo de terreno,

la morfologa y las condiciones geomtricas predominantes previas a la intervencin

constructiva.

VERSIN # 3

Tabla 4.1 Velocidad de Diseo Asignada Unidades Funcionales APP Cambao - Manizales

UF No. TRAMO VELOCIDAD DISEO

1 Cambao Armero 80 Km/H

2 Armero Lbano 30 Km/H

3 Paso Urbano por Lbano 30 Km/H

4 Lbano Murillo 30 Km/H

5 Paso Urbano por Murillo 30 Km/H

6 Murillo Alto de Ventanas 30 Km/H

7 Alto de Ventanas Termales 30 Km/H

8 Termales La Esperanza 30 Km/H

9 La Esperanza Manizales 30 Km/H

10 Ibagu Armero 80 Km/H

11 Armero Mariquita 80 Km/H

12 Mariquita - Honda 80 Km/H

4.2.6 Movimiento De Tierras

Resultante del proceso de diseo geomtrico para cada una de las unidades funcionales

se obtienen las cantidades bsicas de obra requeridas por las reas de presupuesto del

proyecto y las cuales se presentan en el Anexo 2 del presente informe.

Las cantidades bsicas de obra reportan las cantidades de cortes y rellenos a nivel de

explanacin (sub-rasante), cantidades de materiales granulares para conformacin de

estructura y las cantidades de asfalto requeridas en el proyecto.

VERSIN # 3

4.2.7 Limitaciones De Diseo

Por tratarse de corredores existentes, las limitaciones de diseo geomtrico se encuentran

dadas bsicamente por las restricciones del entorno que refieren a:

a. El tipo de terreno en el cual se localizan los corredores viales. Como caso general

los tramos que se desarrollan en terrenos planos y ondulados se proyectan con

velocidades de diseo de 60 80 kilmetros por hora mientras que aquellas que se

desarrollan en terrenos montaosos a escarpados se proyectan con velocidades de

diseo de 30 Kilmetros por hora.

b. La geometra de las vas existentes induce al uso del corredor existente limitando

las condiciones geomtricas en el proyecto de los corredores.

c. Por condiciones existentes en cada una de las rutas en lo que refiere a zonas

urbanas o sub-urbanas.

d. Por la limitacin en la adquisicin predial masiva requerida generalmente en los

proyectos por el cambio en la velocidad de diseo.

e. Condiciones ambientales relacionadas con el Parque Nacional de los Nevados por

la imposibilidad de intervencin en sus mrgenes, para las unidades funcionales en

el tramo Murillo La Esperanza.

Debido a lo anterior, el proyecto de diseo geomtrico en cada uno de los corredores se

suscribe al corredor existente, normalizando los parmetros de diseo de acuerdo con la

velocidad de diseo asignada a cada uno de ellos.

4.2.8 Criterios De Seleccin De Alternativas Parmetros De Diseo Geomtrico

Por tratarse de corredores existentes y dadas las restricciones de diseo relacionadas, el

proyecto no incluye anlisis de alternativas, salvo la propuesta incluida en cada uno de los

tramos para la mejora en trminos geomtricos referida a la velocidad de diseo asignada

a cada uno de los tramos.

APP CAMBAO MANIZALES incluye corredores viales localizados en los Departamentos

de Tolima y Caldas. Especficamente para el Corredor Cambao Manizales se plantea un

VERSIN # 3

proyecto de Rehabilitacin y Mejoramiento Vial. En el Corredor Ibagu Honda se planta

un proyecto para Operacin y Mantenimiento Vial.

5 DESCRIPCIN UNIDADES FUNCIONALES

A continuacin se realiza la descripcin general de cada una de las unidades funcionales

desde los resultados obtenidos del diseo geomtrico elaborado en cada uno de ellos.

5.1 UNIDAD FUNCIONAL 1: CAMBAO ARMERO

TIPOLOGA MEJORAMIENTO Y REHABILITACIN

VELOCIDAD DE DISEO 80 Km / H

ABSCISADO DISEO K0+000 K21+139.24

La Unidad Funcional 1 localizada entre la Inspeccin de Cambao (margen izquierdo del Rio

Magdalena) y el Municipio de Armero (Armero-Guayabal) con longitud de 22 kilmetros se

desarrolla en una calzada sencilla bidireccional en terrenos planos a ondulados. Dada esta

caracterstica es posible su rehabilitacin y mejoramiento para mejorar esta condicin con

una velocidad de 80 Km/H con la implementacin de un radio mnimo de 230 metros,

situacin que implica la rectificacin del trazado en dos puntos localizados a la altura de la

abscisa K4+000, siendo esta la nica intervencin fuerte que se presenta en esta unidad.

VERSIN # 3

Figura 5.1 Localizacin General Unidad Funcional 1

La rasante en trminos generales se desarrolla con pendientes adecuadas. Los primeros

5 kilmetros del trazado se desarrollan en terreno montaoso sin exceder del 7.0% como

pendiente mxima. El resto del trazado se proyecta con rgimen de pendiente longitudinal

mnima para proyectar condiciones de drenaje adecuadas al tipo de terreno. El desarrollo

general del trazado vertical se realiza desde la cota 250 msnm en Cambao hasta la cota

340 en Armero con un ascenso medio total de 90 metros en los 22 kilmetros de recorrido

VERSIN # 3

Figura 5.1 Vista Diseo Unidad Funcional 1

En seccin transversal se propone un proyecto de rehabilitacin y mejoramiento que

permita la recuperacin del tramo existente, normalizando el ancho de carril a 3.65 metros

en cada sentido e incorporando bermas laterales de 1.0 metro de ancho para un total de

seccin rehabilitada de 9.30 metros de ancho segn seccin ofrecida en el proceso de

factibilidad. Dadas las condiciones de terreno plano no se requiere en el proyecto de la

implantacin de muros de contencin ni obras de dimensin considerable salvo la

rehabilitacin de puentes y pontones a lo largo del tramo.

En el proyecto de diseo geomtrico se han incorporado los elementos correspondientes a

taludes (suministrados por el rea de geotecnia) y estructura de pavimento ensanche y

refuerzo (suministrada por el rea de diseo de pavimentos).

Como intervenciones especiales (puntos de atencin) para el desarrollo a nivel de Fase III

se deben tener en cuenta el empalme en K0 con el Puente sobre el Rio Magdalena y la

Interseccin con la va Ibagu Honda a la altura del Municipio de Armero (Armero

Guayabal) as como el anlisis de la interaccin con la va Armero Lbano.

VERSIN # 3

5.2 UNIDAD FUNCIONAL 2: ARMERO LBANO



ABSCISADO DISEO K21+140 K52+997.51


La Unidad Funcional 2 localizada entre el Municipio de Armero (Armero-Guayabal) y el

Municipio de Lbano, con longitud de 21 kilmetros se desarrolla en una calzada sencilla

bidireccional en terrenos de tipo montaoso. Dada esta caracterstica es posible su

rehabilitacin y mejoramiento con una velocidad de diseo de 30 Km/H con la

implementacin de un radio mnimo de 21.0 metros. A pesar de esta condicin es posible

el mejoramiento del corredor sin incurrir en el uso del radio mnimo considerndose esta

condicin como excepcional.

VERSIN # 3


La rasante en trminos generales se suscribe a la existente, desarrollando el trazado

vertical con pendientes de montaa tpicas de esta clase de terreno. Los primeros 2

kilmetros del trazado realizan la transicin de terreno plano a montaoso con pendientes

del orden del 5.0%. De este punto en adelante las pendientes ascienden tomando como

pendiente mxima el 8.5%. Al final del tramo se registran algunas pendientes

excepcionales del 11.0% para la llegada al casco urbano del Municipio de Lbano. El tramo

inicia en la cota 340 msnm., y asciende hasta Lbano alcanzando la cota 1520 msnm.





factibilidad. Las condiciones de terreno obligan a la proyeccin de muros de contencin de

dimensin media a lo largo del corredor.

VERSIN # 3





se deben tener en cuenta el empalme en K0 de la Interseccin con la va Ibagu Honda

a la altura del Municipio de Armero (Armero Guayabal), el paso sub-urbano por el sitio

conocido como El Convenio a la altura de la abscisa K34 y la Interseccin a nivel en el

casco urbano de Lbano. Se deben tener en cuenta adicionalmente los anlisis de

maniobras que se requieran para las curvas horizontales de tipo regresivo con el fin de

verificar la proyeccin de sobreanchos en los casos en los cuales sea requerido.

5.3 UNIDAD FUNCIONAL 3: PASO URBANO POR LBANO

TIPOLOGA REHABILITACIN Y MANTENIMIENTO

VELOCIDAD DE DISEO 30 Km / H CONDICIN ZONA URBANA

ABSCISADO DISEO K52+997.51 K55+666.47

La Unidad Funcional 3 corresponde al paso urbano por el Municipio de Lbano con longitud

de 2.7 kilmetros. El paso urbano se debe proyectar en Fase III con la condicin de tramo

urbano a velocidad de 30 Km/H, teniendo en cuenta las restricciones existentes en esta

clase de zonas en lo que refiere a limitaciones urbansticas, redes de servicios pblicos,

pasos peatonales y zonas especiales entre otras.

VERSIN # 3


5.4 UNIDAD FUNCIONAL 4: LBANO MURILLO



ABSCISADO DISEO K55+700 K76+750

La Unidad Funcional 4 localizada entre el Municipio Lbano y el Municipio de Murillo, con

longitud de 21 kilmetros se desarrolla en una calzada sencilla bidireccional en terrenos de

tipo montaoso a escarpado. Dada esta caracterstica es posible su rehabilitacin y

mejoramiento con una velocidad de diseo de 30 Km/H con la implementacin de un radio

mnimo de 21.0 metros. A pesar de esta condicin es posible el mejoramiento del corredor

sin incurrir en el uso del radio mnimo considerndose esta condicin como excepcional al

igual que en la Unidad Funcional 2. No obstante lo anterior, en este tramo se presentan

VERSIN # 3

rectificaciones geomtricas fuertes que implican la intervencin en cortes o conformacin

de terraplenes de dimensin media sin ser esta ltima caracterstica genrica del corredor.



VERSIN # 3


vertical con pendientes de montaa tpicas de esta clase de terreno. El recorrido en general

presenta pendientes fuertes que en todo caso no superan la mxima del 8.0% encontrando

el 10% como pendiente excepcional. El tramo inicia en la cota 1600 msnm., en la salida de

Lbano y asciende hasta Murillo alcanzando la cota 2970 msnm.





factibilidad. El tipo de terreno exige la implementacin de obras de contencin de dimensin

media y el tratamiento de taludes de altura excepcional en los cuales sea requerido.





se deben tener en cuenta los empalmes en la salida de Lbano y el acceso a Murillo as

como algunos pasos sub-urbanos menores localizados a lo largo del tramo. Se deben tener

en cuenta adicionalmente los anlisis de maniobras que se requieran para las curvas

horizontales de tipo regresivo con el fin de verificar la proyeccin de sobreanchos en los

casos en los cuales sea requerido.

5.5 UNIDAD FUNCIONAL 5: PASO POR MURILLO


VELOCIDAD DE DISEO 30 Km / H CONDICIN ZONA URBANA


La Unidad Funcional 5 corresponde al paso urbano por el Municipio de Murillo con longitud

de 1.3 kilmetros. El paso urbano se debe proyectar en Fase III con la condicin de tramo

VERSIN # 3

urbano a velocidad de 30 Km/H, teniendo en cuenta las restricciones existentes en esta

clase de zonas en lo que refiere a limitaciones urbansticas, redes de servicios pblicos,

pasos peatonales y zonas especiales entre otras.


5.6 UNIDAD FUNCIONAL 6: MURILLO ALTO DE VENTANAS




Esta unidad funcional inicia en el lmite nor-occidental del casco urbano del municipio de

Murillo (Tolima) en el K78 del abscisado iniciado en el puente de Cambao sobre el ro

Magdalena. Se desarrolla a lo largo de 23.4 Km sobre la va que de Murillo conduce al sitio

conocido como La Esperanza sobre la va Fresno Manizales.

Esta unidad funcional toma un tramo de la actual va Murillo La Esperanza,

especficamente desde el K78+000 y el K101+400, con una longitud de 23.4Km.

VERSIN # 3


El tramo comienza en una altura de 3000 m.s.n.m. llegando a una altura mxima de 4060

msnm en un rgimen principalmente ascendente que se desarrolla en terreno escarpado.

La carretera actual presenta un ancho de calzada de 5 en promedio, en un afirmado que se

encuentra en muy malas condiciones. Actualmente la velocidad promedio de operacin es

de aproximadamente 10 Km/H regida tanto por la condiciones de la superficie de la va

como por las condiciones geomtricas de la va existente.

La va presenta actualmente radios de giro en planta desde 20 metros, pendientes

longitudinales de hasta 15%. Por tales razones se propone una velocidad de diseo en

planta de 30 Km/h con radios mnimos de 25 metros, proyectando mejoras en los casos en

los cuales el radio de las curvas existentes es menor a dicha medida.

El cauce hdrico ms importante de esta unidad funcional es el ro Lagunilla ubicado a la

altura del K93+200.

VERSIN # 3

Figura 5.10 Registro Visual Unidad Funcional 6

5.7 UNIDAD FUNCIONAL 7: ALTO DE VENTANAS TERMALES DEL RUIZ




Esta unidad funcional se desarrolla a lo largo de 20.2 Km sobre la va que de Murillo

conduce al sitio conocido como La Esperanza sobre la va Fresno Manizales, iniciando

en el punto conocido como Alto de Ventanas y termina en el punto conocido como Termales

del Ruiz.


especficamente desde el K101+400 y el K121+600, con una longitud de 20.2 Km.

VERSIN # 3


Como caracterstica primordial de esta unidad funcional es ser el lmite oriental del parque

de los nevados y encontrarse ubicada en una zona de pramo, por estas razones las

afectaciones a realizarse en el entorno por la adecuacin de la va deben ser mnimas y

ubicarse siempre al costado derecho de la va.

Las condiciones topogrficas encontradas son de alta montaa con pendientes de terreno

muy altas y en algunos casos el paso por macizos rocos que presentan pendientes

completamente verticales.

La va presenta pendientes ascendentes y descendentes de hasta 12% en un rango de

altura que va de 3960 a 4150 m.s.n.m., con anchos de calzada de aproximadamente 5m y

radios de giros horizontales desde 20m, esto combinado con las malas condiciones de la

superficie de la va hacen que las velocidades de operacin ronden los 10Km/h.

Aproximadamente en el K117+700 se encuentra la entrada vehicular al Parque Nacional

Los Nevados, a partir de este punto la va se encuentra asfaltada con un ancho de va de

6.5 aproximadamente.

A lo largo de este tramo se cruzan los cauces hdricos de la quebrada Crter Piraa y el ro

Azufrado con su respectiva derivacin, requirindose estructuras de paso relevantes.

VERSIN # 3


5.8 UNIDAD FUNCIONAL 8: TERMALES DEL RUIZ LA ESPERANZA




Esta unidad funcional se desarrolla a lo largo de 9.7 Km sobre la va que de Murillo conduce

al sitio conocido como La Esperanza sobre la va Fresno Manizales, iniciando en el punto

conocido como Termales del Ruiz y termina en el punto conocido como La Esperanza.

VERSIN # 3



especficamente desde el K121+600 y el K131+300, con una longitud de 9.7Km.

Esta unidad funcional se encuentra completamente sobre la carretera asfaltada que da

acceso al Parque Nacional de Los Nevados

La carretera tiene un rgimen de pendientes principalmente negativo en un rango de cotas

que va de los 3500 a los 4000 m.s.n.m. Las pendientes desarrolladas llegan hasta el 13%

con radios en planta de hasta 20m, considerando que la carretera se encuentra

pavimentada aunque en no muy buenas condiciones, se pueden desarrollar velocidades de

operacin de hasta 40 Km.

VERSIN # 3


5.9 UNIDAD FUNCIONAL 9: LA ESPERANZA MANIZALES

TIPOLOGA MANTENIMIENTO Y OPERACIN



La Unidad Funcional 9 corresponde al tramo localizado entre La Esperanza y el Limite

(acceso) a la ciudad de Manizales, Capital Departamental de Caldas. Este tramo para

mantenimiento y operacin fue recientemente rehabilitado y mejorado a travs de contratos

gestionados por el Instituto Nacional de Vas por lo que la va cuenta en trminos generales

con la seccin definida (dos carriles de 3.65 metros de ancho y bermas laterales de 1.0

metro de ancho). Por ser un trazado que se desarrolla en terrenos escarpados la velocidad

de diseo se limita a 30 Km/H. No obstante lo anterior dentro de las intervenciones

VERSIN # 3

realizadas se construyeron sobreanchos externos y bahas de descanso, elementos que

aportan a la comodidad de los usuarios de la va.


5.10 UNIDAD FUNCIONAL 10: IBAGU ARMERO




VERSIN # 3


La Unidad Funcional 10 localizada entre la ciudad de Ibagu (Capital Departamental de

Tolima) y el Municipio de Armero-Guayabal, con longitud de 77 kilmetros se desarrolla en

una calzada sencilla bidireccional en terrenos de tipo plano - ondulado. Dada esta

caracterstica es posible su mantenimiento para operacin a una velocidad de diseo de 80

Km/H con pasos especiales sectorizados a velocidades de 60 y 40 Km/H por cambios de

terrenos puntuales como el descenso y paso por el Rio Recio. Para garantizar las

velocidades de operacin son necesarias intervenciones laterales que con respecto a la

longitud del tramo se pueden considerar como mnimas.

VERSIN # 3



vertical con pendientes de terreno plano que implican control del drenaje con tendencia

general descendente desde la cota 920 msnm en Ibagu hasta la cota 320 msnm en

inmediaciones de Armero.

En seccin transversal se propone un proyecto de rehabilitacin para mantenimiento vial

que permita la recuperacin del tramo existente, normalizando el ancho de carril a 3.65

metros. Es recomendable incluir las bermas requeridas de acuerdo con el Manual de

Diseo Geomtrico para garantizar las condiciones operacionales as como la capacidad y

el nivel de servicio ofrecidos.





se deben tener en cuenta los pasos urbanos por los Municipios de Alvarado, Piedras y

Lrida y la interseccin con las salidas hacia Lbano y Cambao.

VERSIN # 3

5.11 UNIDADES FUNCIONALES 11 Y 12: ARMERO MARIQUITA (PASO URBANO POR MARIQUITA) HONDA




Figura 5.18 Localizacin General Unidades Funcionales 11 y 12

Las Unidades Funcionales 11, localizada entre Armero y Mariquita (incluyendo paso urbano

por Mariquita) y 12 localizada entre Mariquita y Honda, con longitudes de 29 y 19 kilmetros

respectivamente se desarrollan en una calzada sencilla bidireccional en terrenos de tipo

plano - ondulado. Dada esta caracterstica es posible su mantenimiento para operacin a

una velocidad de diseo de 80 Km/H con paso especial por la zona urbana de Mariquita

que de proyecta con velocidad de tipo urbano de 30 Km/H que requiere la adquisicin de

dos predios con el fin de realizar las rectificaciones del caso. Para garantizar las velocidades

VERSIN # 3

de operacin son necesarias intervenciones laterales que con respecto a la longitud del

tramo se pueden considerar como mnimas.


vertical con pendientes de terreno plano que implican control del drenaje con tendencia

general descendente desde la cota 320 msnm en Armero hasta la cota 230 msnm en

inmediaciones de Honda.

Figura 5.19 Vista Diseo Unidades Funcionales 11 y 12

En seccin transversal se propone un proyecto de rehabilitacin para mantenimiento vial

que permita la recuperacin del tramo existente, normalizando el ancho de carril a 3.65

metros. Es recomendable incluir las bermas requeridas de acuerdo con el Manual de

Diseo Geomtrico para garantizar las condiciones operacionales as como la capacidad y

el nivel de servicio ofrecidos.

VERSIN # 3

6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DISEO GEOMTRICO

Para efectos de elaboracin del diseo se ha tomado el levantamiento topogrfico obtenido

por mtodos Lidar para el proyecto, complementado con las visitas y recorridos realizados

a los corredores objeto de estudio. Sobre estos levantamientos se han realizado los

planteamientos de diseo contenidos en los planos anexos al informe, teniendo en cuenta

la visita de campo realizada y los elementos que se mencionan a continuacin.

El diseo para cada uno de los tramos contempla en general la proyeccin de un eje central

suscrito a la calzada existente, proyectando a partir de este ultimo los elementos requeridos

para alcanzar la dimensin de las secciones transversales propuestas en cada unidad

funcional.

De esta manera se obtienen en planta y perfil alineamientos que cumplen con los

parmetros de diseo propuestos de acuerdo con la velocidad asignada a cada unidad

funcional. No obstante lo anterior en Fase III del proyecto se debe realizar el chequeo

normativo que garantice el cumplimiento integral de parmetros y criterios de diseo.

En perfil se presenta un alineamiento que cumple con pendientes mnimas requeridas por

el sistema de transporte y que a la vez cumplan con los requerimientos de drenaje tpicos

para proyectos viales.

En seccin transversal se han combinado los conceptos de planta y perfil para obtener los

cortes que muestran la disposicin general del terreno y la sobreposicin de la seccin de

diseo incluyendo la estructura de pavimento. Como resultado final se obtienen los

volmenes de corte y relleno para conformacin de la plataforma de la va.

Forman parte integral del presente informe los planos (generales, planta-perfil, secciones

transversales) en los cuales se incluye la informacin que define el diseo geomtrico y que

constituye soporte para su replanteo y construccin.

Se anota aqu que el desarrollo del proyecto corresponde a un avance de nivel factibilidad

por lo que debe ser sometido a revisin y ajuste para Fase III previo inicio de actividades

de construccin.

VERSIN # 3

7 ANEXOS TOPOGRAFA Y DISEO GEOMTRICO

Se presentan como soporte de las actividades de topografa y diseo los siguientes anexos:

- Levantamiento LiDAR corredores de estudio (archivo magntico)

- Cuadro General de Clculo de Cantidades de Obra

- Planos Generales, Planta Perfil y Secciones Transversales (archivo magntico)

Topografia y Diseño Geometrico App Cambao-manizales

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