Maestría en Ingeniería de Vías Terrestreshttp://repositorio.unicauca.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/24272024-03-28T18:42:57Z2024-03-28T18:42:57ZElaboración de un modelo de simulación, por la metodología de Elementos Discretos, del Ensayo de Tensión Indirecta para la caracterización mecánica de mezclas asfálticasGuerrero Torres, Diego Felipehttp://repositorio.unicauca.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/88842023-12-14T14:33:29Z2023-01-01T00:00:00ZElaboración de un modelo de simulación, por la metodología de Elementos Discretos, del Ensayo de Tensión Indirecta para la caracterización mecánica de mezclas asfálticas
Guerrero Torres, Diego Felipe
Las solicitaciones climáticas extremas, en conjunto con el incremento de los volúmenes de tráfico y de las cargas vehiculares, y aunado a la necesidad de mitigación ambiental asociada a las actividades de construcción, son los nuevos desafíos técnicos a enfrentar por parte de los ingenieros en los proyectos de infraestructura vial. Bajo el marco anterior, el presente trabajo de grado buscó planificar, desarrollar, programar y validar un algoritmo o modelo numérico computacional fundamentado en el método numérico de los Elementos Discretos (en adelante DEM “Discrete Element Method”), que simule o represente bajo condiciones de parámetros mecánicos específicos y en entorno bidimensional, el ensayo de tensión indirecta ejecutado sobre probetas cilíndricas de mezclas de concreto asfáltico, tal que permita evaluar y predecir el desempeño y comportamiento mecánico de manera preliminar de este tipo de materiales, como posible beneficio técnico para los proyectos de diseño y construcción de estructuras de pavimentos flexibles.
El programa propuesto, desde el punto de vista lógico y dadas las ventajas computacionales que esto implica, fue escrito y desarrollado empleando para ello el entorno asociado al lenguaje de programación visual basic.net, buscando generar el código fuente y el ambiente de ejecución agradables al usuario y de fácil entendimiento para que cualquier interesado pueda estudiarlo, mejorarlo o replicarlo en un tema complementario. En concordancia a todo lo anterior, se pretendió aproximar la Resistencia a la Tracción Indirecta (RTI) de mezclas asfálticas a partir de relaciones de fuerza de compresión y deformación diametral obtenidas, siguiendo para ello los requerimientos técnicos establecidos para la ejecución del ensayo de laboratorio, estipulados para Colombia por la normativa del Instituto Nacional de Vías, INVÍAS.
Finalmente, y como complemento al presente trabajo de grado, se procedió a adelantar la validación del modelo computacional generado, a partir del desarrollo de un proceso de comparación de los resultados obtenidos por el software implementado, con los resultados referidos de datos experimentales característicos para materiales asfálticos fabricados e instalados en la infraestructura vial del sur occidente del país.
Como resultado del proceso de validación del modelo se obtuvo que los valores de RTI simulados se encuentran dentro del orden numérico y de tendencia de los resultados experimentales consultados para los diferentes materiales asfálticos considerados, permitiendo inferir que el modelo matemático y computacional implementado, se acerca de manera razonable a los datos de laboratorio correspondientes.; Extreme weather demands, together with the increase in traffic volumes and vehicular loads, coupled with the need for environmental mitigation associated with construction activities, are the new technical challenges to be faced by engineers in road infrastructure projects. Under the above framework, this degree work sought to plan, develop, program and validate an algorithm or computational numerical model based on the Numerical Method of Discrete Elements (hereinafter DEM), which simulates or represents under conditions of specific mechanical parameters in a two-dimensional environment, the indirect tension test carried out on cylindrical specimens of asphalt concrete mixtures, in order to evaluate and predict the performance and mechanical behavior of this type of materials in a preliminary way, as a possible technical benefit for the design and construction projects of flexible pavement structures.
The proposed algorithm or software, from a logical point of view and given the computational advantages that this implies, was written and developed using the environment associated with the visual basic .net programming language, seeking to generate a pleasant source code and easy to understand execution environment to the user, so that anyone interested can study it, improve it or replicate it in a complementary topic. In accordance with all of the above, it was intended to approximate the Indirect Tensile Strength (ITS) of asphalt mixtures from the compression force and diametrical deformation ratios obtained, following the technical requirements established for the execution of the laboratory test, stipulated for Colombia by the regulations of the National Roads Agency (INVÍAS).
Finally, and as a complement to this degree work, the validation of the generated computational model was proceeded, based on the development of a process of comparison of the results obtained by the implemented software, with the referred results of characteristic experimental data for asphalt materials manufactured in installed in the road infrastructure of the local area.
As result of the validation process of the model, it was obtained that the simulated RTI values are within the numerical order and trend of the experimental results consulted for the different asphalt materials considered, allowing to infer that the mathematical and computational model implemented, is reasonably close to the corresponding laboratory data.
2023-01-01T00:00:00ZAjuste de las ecuaciones para predecir velocidades de operación en las carreteras de dos carriles de ColombiaMerino Chamorro, Luis Armandohttp://repositorio.unicauca.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/80062023-09-04T15:36:15Z2022-01-01T00:00:00ZAjuste de las ecuaciones para predecir velocidades de operación en las carreteras de dos carriles de Colombia
Merino Chamorro, Luis Armando
La predicción de velocidades es una herramienta de gran valor en la ingeniería de vías terrestres,
que contribuye a la seguridad de los transeúntes, del conductor, de mercaderías transportadas, así
como también beneficia a la conservación del propio vehículo al prevenir el desgaste adicional e
innecesario de sus componentes por mala regulación de su velocidad a lo largo del recorrido, lo que
a nivel macro genera una diversidad de efectos sobre la población directa e indirectamente
involucrada. El presente trabajo de investigación tiene por finalidad revisar y ajustar las ecuaciones
de pronóstico de velocidades de operación desarrolladas en Colombia para evaluar la consistencia
de diseño geométrico en carreteras de dos carriles. El trabajo inició con la revisión bibliográfica
sobre estudios de consistencia del diseño geométrico realizados en Colombia, complementada con
la revisión bibliográfica de modelos y métodos de evaluación de la consistencia del diseño
geométrico en otros países. Luego se procedió al análisis de la información existente, donde se
compararon los modelos adoptados en Colombia y los establecidos internacionalmente. En lo que
respecta a la toma de datos de campo, se midieron velocidades mediante la utilización de equipos
electrónicos automáticos tipo radar con receptor en vías de jerarquía primaria del departamento de
Nariño, donde se caracterizaron los criterios de selección para las combinaciones de alzado en
planta y perfil. Luego se procedió a evaluar los modelos de pronóstico estimados, ajustar las
ecuaciones planteadas y evaluar la aplicabilidad de los modelos planteados. Una vez culminada la
investigación, se lograron calibrar y validar seis ecuaciones para predecir la velocidad de operación
en curvas horizontales y seis para predecirla en las entre-tangencias horizontales, en las cuales el
radio de curva circular horizontal y la longitud de la entre-tangencia, respectivamente, resultaron
estadísticamente significantes. De tal modo, se resalta que los modelos ajustados poseen un nivel
de coeficiente de determinación que garantiza que la velocidad de operación que se ha logrado
predecir en carreteras de dos carriles se encuentra dentro de los parámetros seguridad y por lo tanto
resulta útil para su aplicación y para el desarrollo de futuras investigaciones.; Speed prediction is a tool of great value in roadway engineering, which contributes to the safety
of pedestrians, the driver, transported goods, as well as benefits the conservation of the vehicle
itself by preventing additional and unnecessary wear of its components due to poor regulation of
its speed along its route, This is why the purpose of this research work is to review and adjust the
operating speed forecasting equations developed in Colombia to evaluate the consistency of
geometric design in two-lane highways, specifically, two-lane highways. This methodology, it´s a
bibliographic research and the search for information on roadway consistency in Colombian
highways was complemented with the bibliographic review of models and methods for the
evaluation of geometric design consistency in other countries. Then we proceeded to the analysis
of the existing information where we also compared the models adopted in Colombia and those
established internationally. Regarding the collection of information, we proceeded to the study of
geometric elements in the roads of the department of Nariño, where we characterized the selection
criteria for the combinations of elevation in plan and profile through the use of automatic electronic
equipment of the radar type with receiver. Then we proceeded to evaluate the estimated forecast
models, adjust the equations proposed and evaluate the applicability of the models proposed. Once
the research was completed, 6 equations were calibrated and validated to predict the operating
speed in horizontal curves and 6 to predict it in horizontal inter-tangencies, of which the radius of
the horizontal circular curve and the length of the inter-tangency, respectively, were statistically
significant. Thus, it is highlighted that the adjusted models have a level of determination coefficient
that guarantees that the operating speed that has been predicted for two-lane roads is within the
safety parameters and therefore it is useful for its application and for the development of future
research.
2022-01-01T00:00:00ZDiseño geométrico de la intersección calle 12 (Av. Panamericana) con carrera 4, en el municipio de San Juan de Pasto – departamento de NariñoMontenegro, Leidy DayanaVelasco Gallego, Carmen Luciahttp://repositorio.unicauca.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/61142023-02-09T20:21:59Z2022-01-01T00:00:00ZDiseño geométrico de la intersección calle 12 (Av. Panamericana) con carrera 4, en el municipio de San Juan de Pasto – departamento de Nariño
Montenegro, Leidy Dayana; Velasco Gallego, Carmen Lucia
Este proyecto de maestría bajo la modalidad de profundización se encuentra localizado en Colombia, Departamento de Nariño, municipio de San Juan de Pasto, específicamente en la intersección Calle 12 (Av. Panamericana) con Carrera 4, en el cual se plantea diseñar una intersección a desnivel de acuerdo con la normatividad vigente en el Manual de diseño geométrico del Instituto Nacional de Vías 2008, la norma la internacional “A Policy on Geometric Design of Highways and Streets AASHTO, 2001” y las consideraciones del libro Vías Urbanas Una Cuidad para todos Arboleda, 2020; lo anterior con el propósito de generar un diseño funcional, cómodo y seguro para los usuarios de la ciudad de San Juan de Pasto, disminuyendo los tiempos de desplazamiento, congestión vehicular, el número de conflicto de entrecruzamiento, costos de operación, índices de accidentalidad.
El trabajo de grado se realizó en 5 fases, las cuales consistieron en revisión y análisis de información existente, análisis situación actual o sin proyecto, estudio de tránsito, levantamiento topográfico y diseño geométrico de la intersección a desnivel.; The masters study, through the modality of deepening, is carried out in Colombia, in the department of Nariño in San Juan de Pasto municipality. This project specifically takes place in the intersection between Calle 12 (Panamericana Avenue) and Carrera 4. The place previously described is characterized by heavy traffic, crossingroads conflict, time-consuming mobility, high accidental risk and operational costs. As a solution to these problems, it is proposed to design an uneven intersection which meets the current regulations of the Geometrical Desing Manual of the Instituto Nacional de Vías 2008, also the international regulation A Policy on Geometric Design of Highways and Streets AASHTO 2001 and the considerations of the book Vías Urbanas una Cuidad para Todos Arboleda, 2020. Therefore, the generated design is geometrically functional, comfortable and safe for the users at San Juan de Pasto.
The study was developed in five different stages which are: previous studies and information revision, analysis of the current situation without the proposal, traffic study, topographic survey and geometrical design of the uneven intersection.
2022-01-01T00:00:00ZDiseño geométrico en fase I de la carrera 5 entre las calles 7 norte y 15 norte en el municipio de Popayán (Cauca)López López, Ángela Maríahttp://repositorio.unicauca.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/61132023-02-09T20:22:00Z2022-12-01T00:00:00ZDiseño geométrico en fase I de la carrera 5 entre las calles 7 norte y 15 norte en el municipio de Popayán (Cauca)
López López, Ángela María
El presente trabajo de grado tiene como finalidad establecer una propuesta de corredor
vial que permita conectar dos puntos estratégicos de la ciudad de Popayán como lo son el
barrio Bolívar y la Estancia, en busca de mejorar el flujo de tránsito en la carrera sexta entre
las calles 7N y 15N, en la comuna 3.
El proyecto consiste en elaborar el diseño geométrico en fase I de la carrera 5 entre las
calles 7N y 15N, que servirá como alternativa de movilidad a la carrera 6, que presenta
problemas de congestión.
Por tratarse de un estudio en Fase I se obtuvo información secundaria de tránsito y
topografía, se determinaron los parámetros básicos de diseño geométrico, se plantearon tres
alternativas, se evaluó cuál de ellas se ajusta más a los parámetros económico, social y técnico,
se escogió y se diseñó la más viable.
De las tres alternativas planteadas, la primera cumple con los parámetros geométricos
establecidos para el tipo de vía; en la segunda alternativa se reduce la sección trasversal para
ajustarse al espacio disponible, y en la tercera, además de la reducción, se eleva el diseño en
perfil.
Teniendo en cuenta el análisis de afectación de predios y la compatibilidad ambiental,
se seleccionó la segunda alternativa.; The purpose of this degree work is to establish a proposal for a road corridor that
allows connecting two strategic points in the city of Popayán, such as the Bolívar
neighborhood and La Estancia, in search of improving the traffic flow in the sixth race
between the streets 7N and 15N, in commune 3.
The project consists of developing the geometric design in Phase I of Carrera 5
between Calles 7N and 15N, which will serve as a mobility alternative to Carrera 6, which
presents congestion problems.
Because it is in Phase I, secondary information on traffic and topography was obtained,
the basic parameters of the geometric design study were determined, three alternatives were
proposed, and it was evaluated which of them best fit the economic, social, and technical
parameters. the most viable was chosen and developed.
Of the three proposed alternatives, the first complies with the geometric parameters
established for the type of road; in the second alternative, the cross section is reduced to adjust
to the available space, and in the third, in addition to the reduction, the profile design is raised.
Taking into account the analysis of the affectation of properties and environmental
compatibility, the second alternative was selected.
2022-12-01T00:00:00Z