diseño geometrico 2014
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documento detallado todo sobre el diseño geométrico.TRANSCRIPT
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DOCENTE: ING. LINO
OLASCUAGA CRUZADO
Ing. Civil CIP. 84640
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CARRETERA
Definicin.-
Una carretera es un sistema de transporte que permite la circulacin de vehculos en condiciones de continuidad en el espacio y el tiempo y que requiere de cierto nivel de seguridad, rapidez y comodidad. Puede ser de una o varias calzadas, cada calzada puede estar conformada por uno o varios carriles y tener uno o ambos sentidos de circulacin, de acuerdo a los volmenes en la demanda del trnsito, la composicin vehicular, su clasificacin funcional y distribucin direccional. .
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CARRETERA ASFALTADA
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2. ALCANCES DE LOS ESTUDIOS
Un proyecto de carreteras involucra un grupo interdisciplinario de profesionales, as mismo un gran nmero de estudios que condicionan o estn condicionados por el trazado y el diseo geomtrico. No existe un orden lgico en la ejecucin de los diferentes estudios, pero algunos de ellos son indispensables para la ejecucin de otros. Se debe tener en cuenta, adems, que hay estudios bsicos o indispensables que se deben llevar a cabo para demostrar la necesidad o viabilidad del proyecto y por ende deben de ser ejecutados completamente antes de iniciar los dems. Los estudios son:
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2. 1.- Estudio de Trnsito, Capacidad y
Niveles de Servicio
Debe ser una de los primeros estudios, principalmente cuando se trata de vas que sern
construidas o mejoradas por el sistema de concesin.
El estudio de trnsito se encarga de estimar los
volmenes de trnsito esperados en el momento de
dar en servicio la va y su comportamiento a lo largo
de la vida til de esta. Tiene dos finalidades: la
rentabilidad de la va y el diseo de pavimentos. De
acuerdo a los volmenes esperados se puede
determinar el tiempo de la concesin, el costo del
peaje y la tasa de retorno de la inversin.
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2.2 Estudio de Sealizacin
Se refiere a la especificacin y ubicacin de las diferentes seales verticales, preventivas,
informativas y reglamentarias; as como el diseo de
las lneas de demarcacin del pavimento.
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SEALIZACION HORIZONTAL Y VERTICAL
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SEALIZACION HORIZONTAL Y VERTICAL
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2.3 Estudio de Geologa para Ingeniera y
Geotecnia.
Sobre la ruta seleccionada o posibles rutas a tener en cuenta para el trazado de una carretera se debe realizar en estudio geolgico con el fin de obtener la ubicacin de posibles fallas o problemas de estabilidad que se puedan presentar durante o despus de la construccin de esta.
Este estudio geolgico comprende, adems de la geologa detallada a lo largo y ancho del corredor de la va en estudio, informacin sobre la estabilidad de las laderas naturales, comportamiento de los cauces en cuanto a socavacin y sedimentacin, estudio de los sitios para fuentes de materiales y ubicacin de los sitios para la disposicin del material de corte
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2.4 Estudio de Suelos para el Diseo de Fundaciones.
Todas las estructuras a construir, puentes, muros,
alcantarillas de cajn, etc., deben de tener su
correspondiente estudio de suelos con el fin de
disear la estructura ms adecuada de acuerdo a la
capacidad de soporte del suelo donde se va a fundar.
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2.5 Estudio de Estabilidad y Estabilizacin de Taludes.
A partir de la altura y el tipo de suelo se define la inclinacin de los taludes, de excavacin y relleno. Para esto se deben realizar una serie de ensayos y estudios con el fin de determinar cul es la mxima inclinacin de modo que no haya problemas de estabilidad. A lo largo de una va se pueden presentar diferentes tipos de suelos por lo que las inclinaciones pueden variar a lo largo de esta.
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2.6 Estudio Geotcnico para el Diseo de Pavimentos.
Dependiendo del trnsito esperado y su correspondiente composicin, y de las condiciones del suelo de la subrasante se define, a partir de una serie de clculos y tanteos, cual debe ser el espesor y caractersticas de las diferentes capas que conforman la estructura del pavimento. Se debe tener en cuenta que a lo largo de una carretera estos espesores y caractersticas pueden cambiar.
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2.7 Estudio de Hidrologa, Hidrulica y Socavacin.
A lo largo del trazado de una carretera se requiere
ubicar, disear y construir las obras de drenaje para
que las diferentes corrientes de agua atraviesen la
banca de tal forma que se garantice la estabilidad de
esta y se tenga el mnimo efecto sobre el medio
ambiente.
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2.8 Estudio Estructural para el Diseo de Puentes.
Comprende el clculo de las dimensiones, cantidad
de refuerzo y sistema constructivo de las diferentes
estructuras que conforman un proyecto de carreteras.
Estas estructuras son principalmente puentes y
muros.
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2.9.- Diseo Geomtrico.
Se encarga de determinar las caractersticas
geomtricas de una va a partir de factores como el
trnsito, topografa velocidades, de modo que se
pueda circular de una manera cmoda y segura.
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2.9.- Diseo Geomtrico.
El diseo geomtrico de una carretera est
compuesto por tres elementos bidimensionales que
se ejecutan de manera individual, pero dependiendo
unos de otros, y que al unirlos finalmente se obtiene
un elemento tridimensional que corresponde a la va
propiamente. Estos tres elementos, que se muestran
en la Siguiente Figura 1:
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2.9.- Diseo Geomtrico.
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Diseo Geomtrico de Carreteras.
1.- Aspectos Fundamentales
En el trazado y diseo de una carretera existe
algunos aspectos que son de gran importancia y se
deben de tener en cuenta en el momento de iniciar el
proyecto a fin de obtener el ms apropiado desde el
punto de vista tcnico, econmico, social y ambiental.
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CRITERIOS DE DISEO
El diseo geomtrico es una de las partes ms
importantes de un proyecto de carreteras y a partir de
diferentes elementos y factores, internos y externos,
se configura su forma definitiva de modo que
satisfaga de la mejor manera aspectos como la
seguridad, la comodidad, la funcionalidad, el entorno,
la economa, la esttica y la elasticidad.
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CRITERIOS DE DISEO
Seguridad. La seguridad de una carretera debe ser
la premisa ms importante en el diseo geomtrico.
Se debe obtener un diseo simple y uniforme, exento
de sorpresas, fcil de entender para el usuario y que
no genere dudas en este. Cuanto ms uniforme sea
la curvatura de una va ser mucho ms segura. Se
debe dotar a la va de la suficiente visibilidad,
principalmente la de parada y de una buena y
apropiada sealizacin, la cual debe ser ubicada
antes de darse al servicio la va.
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CRITERIOS DE DISEO
Comodidad. De igual manera que la seguridad, la
comodidad se incrementa al obtener diseos simples
y uniformes ya que esto disminuye los cambios de
velocidad, aceleraciones y desaceleraciones. Cuando
no se pueda lograr una buena uniformidad, se debe
dotar la va de una curvatura con transiciones
adecuadas de modo que permita a los conductores
adaptarse de la mejor manera a las velocidades de
operacin que esta brinda a lo largo de su recorrido.
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CRITERIOS DE DISEO
Funcionalidad. Se debe garantizar que los vehculos que transitan una va circulen a velocidades adecuadas permitiendo una buena movilidad. La funcionalidad la determina el tipo de va, sus caractersticas fsicas, como la capacidad, y las propiedades del trnsito como son el volumen y su composicin vehicular. Por ejemplo, si se tiene una va con altas pendientes y se espera que el volumen de vehculos pesados sea alto, se deber pensar en dotar a la va de una buena capacidad, construyendo carriles adicionales que permitan el trnsito de estos vehculos sin entorpecer la movilidad de los vehculos livianos.
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CRITERIOS DE DISEO
Entorno. Se debe procurar minimizar al mximo el
impacto ambiental que genera la construccin de una
carretera, teniendo en cuenta el uso y valores de la
tierra en la zona de influencia y buscando la mayor
adaptacin fsica posible de esta al entorno o
topografa existente.
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CRITERIOS DE DISEO
Economa. Hay que tener en cuenta tanto el costo de
construccin como el costo del mantenimiento. Se
debe buscar el menor costo posible pero sin entrar en
detrimento de los dems objetivos o criterios, es decir
buscar un equilibrio entre los aspectos econmicos,
tcnicos y ambientales del proyecto.
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CRITERIOS DE DISEO
Esttica. Se debe buscar una armona de la obra con
respecto a dos puntos de vista, el exterior o esttico y
el interior o dinmico. El esttico se refiere a la
adaptacin de la obra con el paisaje, mientras que el
dinmico se refiere a lo agradable que sea la va para
el conductor. El diseo debe de ser de tal forma que
no produzca fatiga o distraccin al conductor con el
fin de evitar posibles accidentes.
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CRITERIOS DE DISEO
Elasticidad. Procurar la elasticidad suficiente de la
solucin definitiva para proveer posibles ampliaciones
en el futuro y facilitar la comunicacin e integracin
con otras vas. Adems se debe pensar en la
posibilidad de interactuar con otros medios de
transporte (fluvial, areo, frreo) de modo que haya
una transferencia, tanto de carga como de pasajeros,
de una forma rpida, segura y econmica
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FACTORES DE DISEO
Los factores que intervienen o influyen en el diseo
definitivo de una va son muy variados y podran
catalogarse como externos e internos.
Externos. Los factores externos corresponden a las condiciones preexistentes y de los cuales se deben
obtener toda la informacin posible a fin de
analizarlos y determinar algunas caractersticas
importantes de la nueva va.
Estos factores pueden ser:
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FACTORES DE DISEO
Los factores que intervienen o influyen en el diseo
definitivo de una va son muy variados y podran
catalogarse como externos e internos.
Externos. Los factores externos corresponden a las condiciones preexistentes y de los cuales se deben
obtener toda la informacin posible a fin de
analizarlos y determinar algunas caractersticas
importantes de la nueva va.
Estos factores pueden ser:
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FACTORES DE DISEO
Las caractersticas fsicas (Topografa, geologa, climatologa, hidrologa).
El volumen y caractersticas del trnsito actual y futuro. Los recursos econmicos de que se pueda disponer para su
estudio,
construccin y mantenimiento. Los aspectos ambientales Los desarrollos urbansticos existentes y previstos en la zona
de influencia.
Los parmetros socioeconmicos del rea de influencia (uso de la tierra,
empleo, produccin) La calidad de las estructuras existentes. Los peatones Trfico de ciclistas La seguridad vial
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FACTORES DE DISEO
Internos. Por su parte los factores internos son
aquellos que son propios a la va pero que en parte
dependen de los externos. Estos factores son:
Las velocidades a tener en cuenta
Las caractersticas de los vehculos
Los efectos operacionales de la geometra
Las caractersticas del trfico
Las capacidades de las vas
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2.- SISTEMAS Y CLASIFICACIN DE CARRETERAS
EN EL PER
Presenta las Clasificaciones de la Red Vial, de
acuerdo a diferentes factores, funcionales,
geomtricos, de demanda y geogrficos, que
permiten definir claramente la Categora y
Jerarquizacin de una Va en el Per, a fin de permitir
el uso de caractersticas geomtricas acordes con la
Importancia de la carretera en Estudio. De acuerdo a
la DG 2013 la clasificacin es por Demanda y
Orografa
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2.1- CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA DEMANDA
2.2.1 AUTOPISTA DE PRIMERA CLASE Son carreteras con IMDA (ndice Medio Diario Anual) mayor a 6.000
veh/da, de calzadas divididas por medio de un separador central mnimo de 6,00 m; cada una de las calzadas debe contar con dos o ms carriles de 3,60 m de ancho como mnimo, con control total de accesos (ingresos y salidas) que proporcionan flujos vehiculares continuos, sin cruces o pasos a nivel y con puentes peatonales en zonas urbanas.
2.2.2 AUTOPISTA DE SEGUNDA CLASE Son carreteras con un IMDA ent re 6.000 y 4.001 veh/da, de calzadas
divididas por medio de un separador central que puede variar de 6,00 m hasta 1,00 m, en cuyo caso se instalar un sistema de contencin vehicular; cada una de las calzadas debe contar con dos o ms carriles de 3,60 m de ancho como mnimo, con control parcial de accesos (ingresos y salidas) que proporcionan flujos vehiculares continuos; pueden tener cruces o pasos vehiculares a nivel y puentes peatonales en zonas urbanas.
La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.).
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2.2- CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA DEMANDA
2.2.3 CARRETERAS DE 2DA. CLASE Son carreteras con un IMDA entre 4.000 y 2.001 veh/da, de con una
calzada de dos carriles de 3,60 m de ancho como mnimo. Puede tener cruces o pasos vehiculares a nivel y en zonas urbanas es recomendable que se cuente con puentes peatonales o en su defecto con dispositivos de seguridad vial, que permitan velocidades de operacin, con mayor seguridad. La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.
2.2.4 CARRETERAS DE 3RA CLASE
Son carreteras con IMDA menores a 400 veh/da, con calzada de dos carriles de 3,00 m de ancho como mnimo. De manera excepcional estas vas podrn tener carriles hasta de 2,50 m, contando con el sustento tcnico correspondiente. Estas carreteras pueden funcionar con soluciones denominadas bsicas o econmicas, consistentes en la aplicacin de estabilizadores de suelos, emulsiones asflticas y/o micro pavimentos; o en afirmado, en la superficie de rodadura.
En caso de ser pavimentadas debern cumplirse con las condiciones geomtricas estipuladas para las carreteras de segunda clase.
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2.2- CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA DEMANDA
2.1.4 Trochas Carrozables Son vas transitables, que no alcanzan las caractersticas geomtricas
de una carretera, que por lo general tienen un IMDA menor a 200
veh/da. Sus calzadas deben tener un ancho mnimo de 4,00 m, en
cuyo caso se construir ensanches denominados plazoletas de cruce,
por lo menos cada 500 m. La superficie de rodadura puede ser afirmada o sin afirmar.
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2.2- CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA OROGRAFIA
2.2.1 CARRETERAS TERRENO PLANO TIPO 1
Tiene pendientes transversales al eje de la va menores o
iguales al 10% y sus pendientes longitudinales son por lo
general menores de tres por ciento (3%), demandando un
mnimo de movimiento de tierras, por lo que no presenta
mayores dificultades en su trazado.
2.2.2 CARRETERAS TERRENO ONDULADO TIPO 2
Tiene pendientes transversales al eje de la va entre 11% y 50%
y sus pendientes longitudinales se encuentran entre 3% y 6 %,
demandando un moderado movimiento de tierras, lo que permite
alineamientos ms o menos rectos, sin mayores dificultades en
el trazado.
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2.3- CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA OROGRAFIA
2.2.3 CARRETERAS TERRENO ACCIDENTADO TIPO 3
Tiene pendientes transversales al eje de la va entre 51% y el
100% y sus pendientes longitudinales predominantes se
encuentran entre 6% y 8%, por lo que requiere importantes
movimientos de tierras, razn por la cual presenta dificultades
en el trazado.
2.2.4 CARRETERAS TERRENO ESCARPADO TIPO 4
Tiene pendientes transversales al eje de la va superiores al 100% y sus pendientes longitudinales excepcionales son superiores al 8%,
exigiendo el mximo de movimiento de tierras, razn por la cual
presenta grandes dificultades en su trazado.
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2.4- VELOCIDAD DE DISEO.
La velocidad directriz o de diseo es la escogida para el diseo,
entendindose que ser la mxima que se podr mantener con
seguridad sobre una seccin determinada de la carretera,
cuando las circunstancias sean favorables para que prevalezcan
las condiciones de diseo.
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RELACIN ENTRE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ Y LAS CARACTERSTICAS GEOMTRICAS.
La velocidad directriz condiciona todas las caractersticas ligadas a la seguridad de trnsito. Por lo tanto ellas, como el alineamiento horizontal y vertical, distancia de visibilidad y peralte, variarn apreciablemente con la velocidad directriz. En forma indirecta estn influenciados los aspectos relativos al ancho de la calzada, bermas, etc. En las presentes normas las caractersticas geomtricas, (radio mnimo de las curvas horizontales y verticales, distancias de visibilidad de parada y de sobrepaso, etc.) estn relacionadas a cada velocidad directriz.
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SELECION DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ
La seleccin de la velocidad directriz depende de la
importancia o categora de la futura carretera, de los
volmenes de trnsito que va a mover, de la
configuracin topogrfica del terreno, de los usos de
la tierra, del servicio que se requiere ofrecer, de las
consideraciones ambientales, de la homogeneidad a
lo largo de la carretera, de las facilidades de acceso
(control de accesos), de la disponibilidad de recursos
econmicos y de las facilidades de financiamiento.
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SELECION DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ
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SELECION DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ
La seleccin de la velocidad directriz depende de la
importancia o categora de la futura carretera, de los
volmenes de trnsito que va a mover, de la
configuracin topogrfica del terreno, de los usos de
la tierra, del servicio que se requiere ofrecer, de las
consideraciones ambientales, de la homogeneidad a
lo largo de la carretera, de las facilidades de acceso
(control de accesos), de la disponibilidad de recursos
econmicos y de las facilidades de financiamiento.
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VARIACIONES DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ
Los cambios repentinos en la velocidad de diseo a
lo largo de una carretera debern ser evitados. Se
debe considerar como longitud mnima de un tramo la
distancia correspondiente a dos (2) Kilmetros, y
entre tramos sucesivos no se deben presentar
diferencias en las velocidades de diseo superiores a
los 20 Km/h.
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4. CARACTERISTICAS DE LOS VEHCULOS
En el diseo de una carretera es necesario tener en
cuenta las caractersticas fsicas de los vehculos que
han de utilizarla durante su vida til. Se requiere
entonces de estudios previos que permitan
determinar qu tipos de vehculos, y en qu
proporcin, circularn por esta..
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4. CARACTERISTICAS DE LOS VEHCULOS
El ndice medio diario anual (IMDA)
Representa el promedio aritmtico de los volmenes
diarios para todos los das del ao, previsible o
existente en una seccin dada de la va. Su
conocimiento da una idea cuantitativa de la importancia
de la va en la seccin considerada y permite realizar
los clculos de factibilidad econmica.
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4. CARACTERISTICAS DE LOS VEHCULOS
A continuacin se establece la metodologa para
el estudio de la demanda de
trnsito:
Pf = P0 (1+Tc)n
Donde:
Pf : trnsito final.
P0 : trnsito inicial (ao base).
Tc : tasa de crecimiento anual por tipo de vehculo.
N : ao a estimarse..
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DIMENSIONES VEHCULOS LIGEROS
La longitud y el ancho de los vehculos ligeros no
controlan el diseo, salvo que se trate de una va en
que no circulan camiones, situacin poco probable en
el diseo de carreteras rurales. A modo de referencia
se citan las dimensiones representativas de vehculos
de origen norteamericano, en general mayores que
las del resto de los fabricantes de automviles:
Ancho: 2,10 m.
Largo: 5,80 m.
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DIMENSIONES VEHCULOS PESADOS
Las dimensiones Mximas de los Vehculos a
emplear en el diseo geomtrico sern las
establecidas en el Reglamento de Pesos y Dimensin
vehicular para la circulacin en la Red Vial Nacional,
aprobada mediante Decreto Supremo N 013-98-
MTC y Resolucin Ministerial N 375-98-MTC/15.02.
En la Tabla 202.01 se resumen los datos bsicos de
los vehculos de diseo.
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DIMENSIONES VEHCULOS PESADOS
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NOCIONES SOBRE TRAZADO DE CARRETERAS
En el trazado de una carretera se presentan
diferentes etapas, siendo algunas de estas
imprescindibles, mientras que otras dependen de
factores tales como la topografa, alcances e
importancia del proyecto, disponibilidad de recursos,
informacin disponible e inclusive la premura de los
diseos.
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1. RECONOCIMIENTO Y SELECCIN DE RUTAS.
En el trazado de una carretera se presentan
diferentes etapas, siendo algunas de estas
imprescindibles, mientras que otras dependen de
factores tales como la topografa, alcances e
importancia del proyecto, disponibilidad de recursos,
informacin disponible e inclusive la premura de los
diseos.
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1. RECONOCIMIENTO Y SELECCIN DE RUTAS.
Inicialmente se debe recopilar toda la informacin
disponible necesaria para poder llevar a cabo el
estudio de las posibles rutas. Esta informacin puede
constar de:
Fotografas areas
Restituciones aerofotogrametras a escala reducida
Mapas y planos topogrficos existentes de la regin
Estudios de trnsito de vas aledaas
Datos meteorolgicos
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2. EVALUACIN DE RUTAS.
En algunas ocasiones puede suceder que la ruta
apropiada sea muy obvia y no halla necesidad de
evaluar otras, tal es el caso cuando la topografa es
relativamente plana o la longitud de la va sea muy
corta, pero, si se han determinado varias rutas se
debe llevar a cabo una serie de anlisis que se
detallan a continuacin:
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2. EVALUACIN DE RUTAS.
Determinar puntos de control secundario: posibles
ponteaderos (cruces favorables de corrientes de
agua), depresiones de las cordilleras, vas existentes,
pequeas poblaciones, bosques, puntos de fallas o
pantanos que deben ser evitados.
Hallar pendientes longitudinales y transversales predominantes.
Determinar caractersticas geolgicas.
Ubicar fuentes de materiales (canteras).
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2. EVALUACIN DE RUTAS.
Determinar posibles sitios para la disposicin de
desechos slidos (botaderos).
Establecer cantidad, clase y direccin de los diferentes cursos de agua.
Establecer condiciones climticas o meteorolgicas.
Observar desde el punto de vista del alineamiento
horizontal cual puede arrojar un trazado ms suave.
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2. EVALUACIN DE RUTAS.
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3. TRAZADO LNEA DE CEROS
En terrenos con topografa accidentada ondulados, montaosos y escarpados - para efectos de
seleccionar la mejor ruta es necesario llevar a cabo
estudios ante preliminares sobre planos o
restituciones fotogramtricas.
Desde el punto de vista tcnico, la seleccin de ruta se caracteriza por la llamada lnea de pendiente o lnea de ceros, con una inclinacin previamente definida sin exceder el valor mximo permitido que en
general depende de la categora o importancia de la
va.
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3. TRAZADO LNEA DE CEROS
Una vez establecidas las diferentes rutas en los planos y su respectivo reconocimiento en el terreno, se procede a
definir las lneas de pendiente con el fin de realizar una
comparacin racional de las diferentes alternativas
propuestas aportando criterios tcnicos que permitan
seleccionar la mejor ruta.
Actualmente existe la opcin, dado los grandes avances tecnolgicos, de contratar la toma de fotografas areas y
su consiguiente restitucin de una manera rpida y eficaz
de las diferentes franjas de terreno que comprenden cada
ruta. Esto, obviamente representa unos costos
adicionales, pero que puede significar a la vez un gran
ahorro en los costos de los trabajos de campo
garantizando adems un mejor anlisis de la ruta.
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3. TABLA DE PENDIENTES 303.01
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3. TRAZADO LNEA DE CEROS
Una vez establecidas las diferentes rutas en los
planos y su respectivo reconocimiento en el terreno,
se procede a definir las lneas de pendiente con el fin
de realizar una comparacin racional de las
diferentes alternativas propuestas aportando criterios
tcnicos que permitan seleccionar la mejor ruta.
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3. TRAZADO LNEA DE CEROS
Una vez establecidas las diferentes rutas en los
planos y su respectivo reconocimiento en el terreno,
se procede a definir las lneas de pendiente con el fin
de realizar una comparacin racional de las
diferentes alternativas propuestas aportando criterios
tcnicos que permitan seleccionar la mejor ruta.
AC=100*E/(Ki)
E : Equidistancia.
K: Denominador de la escala
I : Pendiente.
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3. TRAZADO LNEA DE CEROS
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METODOS DE DISEO
1. METODO TOPOGRAFICO
Se realizada sobre un plano topografico, es decir en
algunos casos se cuenta con la topografa del lugar
tambin se puede trabajar con la carta nacional para
estudios preliminares.
2.- METODO DIRECTO
Es ejecutado Directamente en el campo, los caminos
de herradura en algunos casos sirven como base para
el trazo inicial.
3.- METODO DIRECTO
Es cuando se usa la combinacin de los 2 mtodos
anteriormente descritos.
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METODOS DE DISEO
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS METODOS.
El mtodo topogrfico es muy fcil, demanda un
menor numero de personal, los costos son menores,
pero pero se presentan los siguientes inconvenientes.
El conocimiento del tipo y calidad del terreno en mayor escala si no se cuenta con un plano geolgico,
entre otros como los materiales para su construccin.
El mtodo directo tiene la desventaja de requerir mayor cantidad de personal, requiere mayor tiempo,
demanda mayores costos, pero presenta la ventaja
de conocimiento del terreno, informacin geolgica,
canteras, fuentes de agua, etc.
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DISEO EN PLANTA
1. ALINEAMIENTO HORIZONTAL
El alineamiento horizontal est constituido por una
serie de lneas rectas, definidas por la lnea
preliminar, enlazados por curvas circulares o curvas
de grado de curvatura variable de modo que permitan
una transicin suave y segura al pasar de tramos
rectos a tramos curvos o viceversa.
El alineamiento horizontal deber permitir la
operacin ininterrumpida de los vehculos, tratando
de conservar la misma velocidad directriz en la mayor
longitud de carretera que sea posible.
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DISEO EN PLANTA
En general, el relieve del terreno es el elemento de control del radio de las curvas horizontales y el de la velocidad directriz. Esta ltima, a su vez, controla la distancia de visibilidad. El trazado en planta de un tramo se compondr de la adecuada combinacin de los siguientes elementos: recta, curva circular y curva de transicin.
En proyectos de carreteras de calzadas separadas, se considerar la posibilidad de trazar las calzadas a distinto nivel o con ejes diferentes, cuando el terreno as lo aconseje.
La definicin del trazado en planta se referir a un eje, que define un punto en cada seccin transversal. En general, salvo en casos suficientemente justificados, se adoptar para la definicin del eje:
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DISEO EN PLANTA
En carreteras de calzadas separadas
El centro del separador central, si este fuera de
ancho constante o con variacin de ancho
aproximadamente simtrico.
El borde interior de la calzada a proyectar en el
caso de duplicaciones.
El borde interior de cada calzada en cualquier otro
caso.
En carreteras de calzada nica el centro de la
calzada, sin tener en cuenta eventuales carriles
adicionales.
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DISEO EN PLANTA
2. CONSIDERACIONES DE DISEO
Se presenta aqu algunos aspectos fundamentales
que habrn de considerarse en el diseo del
alineamiento, considerando su fluidez y apariencia
general:
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DISEO EN PLANTA
Los tramos excesivamente extensos en tangente,
convenientes para las vas frreas, no son
deseables para las carreteras. Para las carreteras
de un patrn elevado (autopistas o Multicarril), el
trazado deber ser ms bien una serie de curvas de
radios amplios que de extensas tangentes,
"quebradas" por curvas de pequea amplitud
circular. Amn de reducir la sensacin de monotona
para el conductor, ese patrn de trazado se ajusta
mejor a la conformacin bsica de las lneas
naturales, pudiendo reducir los rasgos causados por
el terrapln en el paisaje.
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DISEO EN PLANTA
No son deseables dos curvas sucesivas en el
mismo sentido cuando entre ellas existe un tramo
en tangente. Preferiblemente, sern sustituidas por
una curva extensa nica bien estudiada o, por lo
menos, la tangente intermedia deber sustituirse
por un arco circular, constituyndose entonces en
curva compuesta. S no es posible adoptar estas
medidas, la tangente intermedia deber ser superior
a los 500 metros.
.
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DISEO EN PLANTA
Aunque sea deseable, se reconoce que, en diversos
casos, no ser posible aplicar muchos criterios arriba
descritos, como por ejemplo, cuando sea necesario
ajustar el trazado a elementos rectilneos del paisaje,
tales como valles estrechos, vas frreas, redes viales
urbanas, etc., o aprovechar trazados ya existentes.
Deber buscarse un alineamiento horizontal
homogneo, en el cual tangente y curvas se suceden
armnicamente.
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DISEO EN PLANTA
3. TRAMOS EN TANGENTE
A efectos de la presente Norma, en caso de disponerse
el elemento tangente, las longitudes mnima admisible y
mxima deseable, en funcin de la velocidad de
proyecto, sern las dadas en la Tabla 402.01.
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DISEO EN PLANTA
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DISEO EN PLANTA
Siendo:
L min.s = Longitud mnima (m) para trazados en S (alineacin recta en alineaciones curvas con radios de
curvatura de sentido contrario).
L min.o = Longitud mnima (m) para el resto de casos (alineacin re entre alineaciones curvas con radios de
curvatura del mismo sentido).
L mx = Longitud mxima (m).
Vd = Velocidad de diseo (Km/h)
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DISEO EN PLANTA
Elementos de la Curva Circular.
Para enlazar dos rectas finitas con distinta direccin se
pueden trazar un gran nmero de arcos circulares cuyo
radio vara desde cero metros hasta un valor tal que
dicho arco elimine el tramo en tangente correspondiente
a la recta ms corta. El valor del radio, escogido por el
diseador de la va, depende de las condiciones
topogrficas del sitio y de las limitaciones que imponen
las leyes de la mecnica del movimiento de los vehculos
en una curva, para una determinada velocidad de
diseo.
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DISEO EN PLANTA
En la Figura 402.01 se ilustran los diversos elementos
asociados a una curva circular.
La simbologa normalizada que se define a continuacin deber ser respetada por el proyectista.
Las medidas angulares se expresan en grados
sexagesimales.
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DISEO EN PLANTA
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DISEO EN PLANTA
Elementos de la Curva Circular.
Para enlazar dos rectas finitas con distinta direccin se
pueden trazar un gran nmero de arcos circulares cuyo
radio vara desde cero metros hasta un valor tal que
dicho arco elimine el tramo en tangente correspondiente
a la recta ms corta. El valor del radio, escogido por el
diseador de la va, depende de las condiciones
topogrficas del sitio y de las limitaciones que imponen
las leyes de la mecnica del movimiento de los vehculos
en una curva, para una determinada velocidad de
diseo.
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DISEO EN PLANTA
Radios Mnimos Absolutos
Los radios mnimos que se usarn en las diferentes
carreteras sern funcin de la velocidad directriz y del
peralte, de acuerdo a los valores que se indican en la
Tabla 402.02
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DISEO EN PLANTA
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DISEO EN PLANTA
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Curvas Compuestas
TA=RTg(IA/2)
TB=RTg(IB/2)
R=PIA-PIB/(Tg(IA/2)+Tg(IA/2))
C=2RSen(IA+IB)/2)
LC=R(IA+IB)/180
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Ejemplo 01
Con los siguientes datos Calcular los elementos de
Curva
A-PI1 = 320m I1=3030
PI1-PI2 = 450m I2=2810
PI2-PI3 = 350m I3=3210
PI3-PI4 = 280m
VD=40KM
R1=180m, R2 220m, R3=150m
A=1+200
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Ejemplo 02
Con los siguientes datos Calcular los elementos de
Curva
A-PI1 = 320m I1=3050
PI1-PI2 = 450m I2=5020
PI2-PI3 = 350m
VD=50KM
R1=180m, R2 220m, R3=150m
A=1+200
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DISEO EN ELEVACION
2. CURVAS VERTICALES
El diseo geomtrico Vertical de una carretera o
alineamiento en Perfil es la Proyeccin del eje real o
espacial de la va sobre una superficie vertical
paralela al mismo.
Debido a este paralelismo, dicha proyeccin mostrar la longitud real al eje de la va A este eje se le
denomina SUB RASANTE
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DISEO EN ELEVACION
Necesidad de Curvas Verticales
Los tramos consecutivos de rasante, sern enlazados con curvas verticales.
Parablicas cuando la diferencia algebraica de sus pendientes sea de 1%, para carreteras con pavimento de tipo superior y de 2% para las dems.
La longitud de la curva vertical cumplir la condicin:
L > V
Siendo:
L : Longitud de la curva (m)
V : Velocidad Directriz (Kph).
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CURVAS VERTICALES
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DISEO EN ELEVACION
Formulas para el Calculo Curvas Verticales
Simetricas
E=LxA/800
Y=X2xA/200L X
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DISEO EN ELEVACION
Formulas para el Calculo Curvas Verticales
Asimetricas (L1L2)
E=L1xL2x A/(200L) Yizq= (Xi/L1) 2 E, Yder= (Xi/L2) 2E,
Y=X2xA/200L X
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Ejemplo 03
Con los siguientes datos Calcular los elementos de
Curva Vertical
i1=5.6% i2=-2.4%
Piv=120.00msnm
Prog = 1+000
VD=40KM
A=1+200
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Ejemplo 04
Con los siguientes datos Calcular los elementos de
Curva Vertical
I1=7% i2=-3%
Piv=100.00msnm
Prog = 1+000
VD=40KM
A=1+200