manual de carreteras no pavimentadas

8/16/2019 Manual de Carreteras No Pavimentadas

1/159

1

REPÚBLICA DEL PERÚ

MANUAL PARA EL DISEÑO DECARRETERAS NO PAVIMENTADAS DE

BAJO VOLUMEN DE TRÁNSITO

Aprobado por la Resolución Ministerial

Nº 303-2008-MTC/02Del 04 de abril del año 2008

(Este texto no fue publicado en el Diario Oficial “El Peruano”, a solicitud delMinisterio de Justicia, ha sido enviado por el Ministerio de Transportes y

Comunicaciones, mediante Oficio Nº 0866-2008-MTC/04, de fecha 22 de mayo de2008)


2/159

2

ÍNDICE

PRESENTACIÓN

EL MARCO DEL MANUAL 1.0 Introducción2.0 Objetivos3.0 Alcances del manual

CAPÍTULO 1: FUNDAMENTOS DEL MANUAL 1.1 Clasificación de carreteras y tipos de obra considerados en el manual1.2 Derecho de vía o faja de dominio

CAPÍTULO 2: PARÁMETROS Y ELEMENTOS BÁSICOS DEL DISEÑO

2.1 Parámetros básicos para el diseño2.1.1 Metodología para el estudio de la demanda de tránsito

2.1.1.1 Índice Medio Diario Anual de Tránsito (IMDA)2.1.1.2 Volumen y composición o clasificación de los vehículos2.1.1.3 Variaciones horarias de la demanda2.1.1.4 Variaciones diarias de la demanda2.1.1.5 Variaciones estacionales (mensuales)2.1.1.6 Metodología para establecer el peso de los vehículos de

carga, que es importante para el diseño de los pavimentos,pontones y puentes

2.1.1.7 Información mínima necesaria

2.1.2 La velocidad de diseño y su relación con el costo de la carretera2.1.3 La sección transversal de diseño2.1.4 Tipos de superficie de rodadura

2.2 Elementos del diseño geométrico

CAPÍTULO 3: DISEÑO GEOMÉTRICO 3.1 Distancia de visibilidad

3.1.1 Visibilidad de parada3.1.2 Visibilidad de adelantamiento

3.2 Alineamiento horizontal3.2.1 Consideraciones para el alineamiento horizontal

3.2.23.2.3

Curvas horizontalesCurvas de transición

3.2.4 Distancia de visibilidad en curvas horizontales3.2.5 Curvas compuestas3.2.6 Peralte de la carretera3.2.7 Sobre ancho de la calzada en curvas circulares

3.3 Alineamiento vertical3.3.1 Consideraciones para el alineamiento vertical3.3.2 Curvas verticales3.3.3 Pendiente

3.4 Coordinación entre el diseño horizontal y del diseño vertical

3.5 Sección transversal3.5.1 Calzada


3/159

3

3.5.2 Bermas3.5.3 Ancho de la plataforma3.5.4 Plazoletas3.5.5 Dimensiones en los pasos inferiores

3.5.6 Taludes3.5.7 Sección transversal típica

CAPÍTULO 4: HIDROLOGÍA Y DRENAJE 4.1 Drenaje Superficial

4.1.1 Consideraciones generales4.1.2 Hidrología y cálculos hidráulicos4.1.3 Elementos físicos del drenaje superficial

4.2 Drenaje Subterráneo4.2.1 Condiciones generales4.2.2 Drenes subterráneos

4.2.2.1 La tubería4.2.3 Relleno de zanjas4.2.4 Cajas de registro y buzones4.2.5 Investigación del agua freática4.2.6 Drenes de intercepción

4.2.6.1 Objeto y clasificación4.2.6.2 Drenes longitudinales4.2.6.3 Drenes transversales

4.2.7 Drenaje del afirmado4.2.8 Casos especiales

4.2.8.1 Protección del suelo de la explanación contra el agua libre

en terreno de elevado nivel freático, llano y sin desagüe4.2.8.2 Protección del suelo de explanación situado bajo lacalzada contra los movimientos capilares del agua

4.2.8.3 Capa drenante

CAPÍTULO 5: GEOLOGÍA, SUELOS Y CAPAS DE REVESTIMIENTO GRANULAR 5.1 Geología5.2 Estabilidad de taludes5.3 Suelos y capas de revestimiento granular

5.3.1 Tráfico5.3.2 Subrasante

5.4 Catálogo estructural de superficie de rodadura5.5 Materiales y partidas específicas de la capa granular de rodadura5.5.1 Capa de afirmado5.5.2 Macadam granular5.5.3 Estabilizaciones

5.5.3.1 Capa superficial del afirmado5.5.3.2 Estabilización granulométrica5.5.3.3 Estabilización con cal5.5.3.4 Estabilización con cemento5.5.3.5 Imprimación reforzada bituminosa

5.5.4 Partidas específicas para la capa de rodadura

5.6 Fuente de materiales - Canteras


4/159

4

CAPÍTULO 6: TOPOGRAFÍA 6.1 Topografía

6.1.1 Consideraciones generales del trazo6.1.2 Topografía y trazado

6.1.3 El trazo directo6.1.4 El trazado indirecto6.1.5 Sistema de unidades6.1.6 Sistemas de referencia6.1.7 Tolerancias en la ubicación de puntos6.1.8 Trabajos topográficos6.1.9 Geometría de la carretera6.1.10 Geometría del alineamiento vertical6.1.11 Alineamiento vertical6.1.12 Diseño y cómputo de curvas verticales6.1.13 Coordinación entre el trazo en planta y el trazo en elevación

6.1.14 Planos básicos del proyecto6.1.15 Replanteo de una curva circular con PI accesible

CAPÍTULO 7: IMPACTO AMBIENTAL 7.1 Preservación del ambiente y mitigación del impacto causado por los

trabajos de obras viales en carreteras no pavimentadas de bajo volumen detránsito7.1.1 Introducción7.1.2 Objetivos

7.2 Las siguientes actividades preliminares deben estar consideradas en elprograma del estudio de las obras por ejecutar según corresponda altamaño y naturaleza de cada proyecto específico.7.2.1 Identificación de las condiciones de base7.2.2 Programación de obras temporales y de acciones sociales con la

comunidad7.2.3 Acciones necesarias a considerar según el tamaño y tipo de

proyecto7.2.4 Utilización de recursos de la zona del proyecto7.2.5 Señalización del Derecho de Vía7.2.6 Identificación de Infraestructura y predios a ser afectados por el

proyecto

7.3 Actividades del proyecto que deben ser consideradas en el programa delestudio de las obras por ejecutar, según corresponda al tamaño ynaturaleza de cada proyecto específico7.3.1 Canteras de materiales7.3.2 Fuentes de agua7.3.3 Estabilización y tratamiento de taludes7.3.4 Depósitos para materiales excedentes originados por la obra7.3.5 Tratamiento de residuos líquidos originados por la obra7.3.6 Tratamiento de residuos sólidos originados por la obra7.3.7 Campamentos y patios de maquinarias

7.3.8 Monitoreo ambiental7.3.9 Costos de mitigación


5/159

5

PPRREESSEENNTT A ACCIIÓÓNN

Existe la necesidad de formular el Manual para el Diseño de Carreteras NoPavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito, vías que conforman el mayor porcentajedel Sistema Nacional de Carreteras (SINAC), caracterizadas por tener una superficiede rodadura de material granular y son recorridas generalmente por un volumen menorde 50 vehículos por día y que muy pocas veces llega hasta 200 vehículos por día. Porello, se requiere proporcionar criterios técnicos, sólidos y coherentes de gran utilidadpara el diseño de este tipo de carreteras.

Las entidades de la gestión vial contarán con un documento técnico desarrollado parasu uso simple y masivo por la comunidad nacional a través de los estamentospolíticos, sociales y técnicos, a fin de optimizar el uso de recursos adecuadamente.

El manual organiza y recopila las técnicas de diseño vial y pone al alcance del usuariotecnologías apropiadas que propician el uso intensivo de mano de obra y de recursoslocales.

La normatividad vial es dinámica con los avances de la ingeniería vial, por lo que elMinisterio de Transportes y Comunicación (MTC) acogerá e introducirá los reajustes,correcciones y actualizaciones debidamente justificadas para la vigencia del presentemanual.

En ese sentido, el MTC ha elaborado el Manual para el Diseño de Carreteras NoPavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito, cuya publicación es muy satisfactoriopresentar.

Verónica Zavala LombardiMinistra de Transportes y Comunicaciones


6/159

6

EELL MM A ARRCCOO DDEELL MM A ANNUU A ALL

1.0 INTRODUCCIÓN

Dentro de su rol normativo y fiscalizador, el Ministerio de Transportes yComunicaciones del Perú (MTC) a través de la Dirección General de Caminos yFerrocarriles, tiene como función formular las normas sobre el uso y desarrollo de lainfraestructura de carreteras y ferrocarriles, así como emitir los manuales de diseño yespecificaciones técnicas para la ejecución de los proyectos viales.

En este contexto, el MTC ha elaborado el Manual de Diseño de Carreteras NoPavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito, teniendo en consideración que estascarreteras son de gran importancia en el desarrollo local, regional y nacional, por

cuanto el mayor porcentaje de la vialidad se encuentra en esta categoría.Esta norma es de aplicación obligatoria por las autoridades competentes en todo elterritorio nacional para los proyectos de vialidad de uso público, según corresponda.Por razones de seguridad vial, todos los proyectos viales de carácter privado deberánceñirse como mínimo a esta norma.

Complementariamente el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (DG-2001) delMTC rige en todo aquello, aplicable, que no es considerado en el Manual para elDiseño de Carreteras No Pavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito.

2.0 OBJETIVOS

Por la naturaleza del manual, requerido mayormente en territorios con acceso limitadoa aspectos tecnológicos especializados, se han incorporado normas de diseño desuperficie de rodadura, de estudios de hidrología y drenaje, así como guías para eldiseño de elementos de protección que otorguen estabilidad a la plataforma de lacarretera y a su estructura de rodadura. De esta manera se brinda a los usuarios delmanual, una visión amplia del conjunto de temas tratados y de la forma funcional enque se integran.

El objetivo de esta norma es brindar a la comunidad técnica nacional un manual dealcance amplio, pero de uso simple que proporcione criterios técnicos sólidos ycoherentes para posibilitar el diseño y construcción de carreteras eficientes,

optimizadas en su costo. De manera que las limitaciones económicas del SectorPúblico, no sea un obstáculo insalvable para lograr mejorar y ampliar la red decarreteras.

Para este efecto, en el manual se pone al alcance del usuario, tecnologías apropiadasque propician el uso de los recursos locales y el uso intensivo de la mano de obra y, enespecial, el cuidado de los aspectos de seguridad vial y de preservación del medioambiente.

Los valores de diseño que se indican en este volumen son los mínimos normales, esdecir, representan el límite inferior de tolerancia en el diseño.

Por lo tanto, las especificaciones del manual constituyen una norma de caráctermandataria. Sin embargo, los casos especiales en los que exista la necesidad


7/159

7

insalvable de reducir de estos valores, además de una justificación técnica económicaasí como de las medidas paliativas para compensar la disminución de estascaracterísticas, deberán tenerla autorización expresa del MTC o de la autoridadcompetente correspondiente.

3.0 ALCANCES DEL MANUAL

3.1 MAGNITUD Y JUSTIFICACIÓN DE LOS PROYECTOS

El hecho de que en este documento se presentan determinados criterios para el diseñode carreteras, no implica necesariamente que las carreteras existentes sean inseguraso de construcción deficiente, ni obliga a modificarlos, ni se pretende imponer políticasque obliguen a la modificación de los alineamientos o de la sección transversal de lascarreteras de bajo volumen de tránsito.

El elevado costo de una reconstrucción total de una carretera, incluyendo ajustes en el

trazado, generalmente es injustificable. Las referencias de pérdidas del patrimonio vialpor causas del mal estado de las carreteras y la existencia de lugares donde ocurrenaccidentes, son normalmente aisladas.

Frecuentemente las características de diseño de las carreteras existentes secomportan de modo satisfactorio y suficiente en la mayor parte de la ruta y sólorequieren de obras de mantenimiento periódico oportuno.

Para ello es necesario, en cada caso, analizar el grado de problema y la cantidad derecursos que se justifica gastar para superar cualquier deficiencia. En este proceso, setienen normalmente alternativas que, debidamente evaluadas, permitirán seleccionarel proyecto óptimo a ejecutar. En este análisis, la magnitud de la demanda de usuarios

de la carretera es muy importante para poder valorar los beneficios que la comunidadobtendrá y su relación entre el monto de los beneficios frente a los costos de las obras.

3.2 RELACIÓN ENTRE DEMANDA Y CARACTERÍSTICAS DE LA CARRETERA

La aplicación de este manual en relación a los volúmenes de la demanda del tránsito,se extiende hasta los límites que justificarían el cambio de superficie granular arodadura pavimentada. El límite real es específico de cada caso y dependerá de lacantidad y tipo de los vehículos. Y puede calcularse mediante un análisis técnicoeconómico en cada caso específico.

El cuadro Nº 1 sintetiza las características de la superficie de rodadura que la

experiencia peruana ha definido como la práctica adecuada en términos técnico-económico, para las carreteras no pavimentadas de bajo volumen de tránsito.

3.3 ACTUALIZACIÓN DEL MANUAL

Si en la aplicación de esta norma, los usuarios encuentran la necesidad de introducirreajustes o correcciones que permitan su actualización y perfeccionamiento, sinperjuicio de su aplicación justificada en el campo de forma inmediata, deberán remitirla correspondiente nota a manera de propuesta y con la debida justificación del caso ala Dirección de Normatividad Vial del MTC para que sea tomada en consideración.


8/159

8

CUADRO N°1CARACTERÍSTICAS BÁSICAS PARA LA SUPERFICIE DE RODADURA DE LAS

CARRETERAS DE BAJO VOLUMEN DE TRÁNSITO

CARRETERA

DE BVT IMD PROYECTADO ANCHO DE CALZADA (M)

ESTRUCTURAS Y SUPERFICIE DE

RODADURA ALTERNATIVAS (**)

T3 101-2002 carriles5.50-6.00

Afirmado (material granular, grava detamaño máximo 5 cm homogenizadopor zarandeado o por chancado) consuperficie de rodadura adicional (min.15 cm), estabilizada con finos ligantesu otros; perfilado y compactado

T2 51-1002 carriles5.50-6.00

Afirmado (material granular natural,grava, seleccionada por zarandeo opor chancado (tamaño máximo 5 cm);perfilado y compactado, min. 15 cm.

T1 16-501 carril(*) o 2 carriles

3.50-6.00

Afirmado (material granular natural,grava, seleccionada por zarandeo opor chancado (tamaño máximo 5 cm);perfilado y compactado, min. 15 cm.

T0 < 15 1 carril(*)3.50-4.50

Afirmado (tierra) En lo posiblemejorada con grava seleccionada porzarandeo, perfilado y compactado,min. 15 cm

Trochacarrozable

IMD indefinido 1 sendero(*)

Suelo natural (tierra) en lo posiblemejorado con grava naturalseleccionada; perfilado ycompactado.

(*) Con plazoletas de cruce, adelantamiento o volteo cada 500 – 1000 m; mediante regulación de horas odías, por sentido de uso.

(**) En caso de no disponer gravas en distancia cercana las carreteras puede ser estabilizado mediantetécnicas de estabilización suelo-cemento o cal o productos químicos u otros.


9/159

9

CC A APPIITTUULLOO 11 FFUUNNDD A AMMEENNTTOOSS DDEELL MM A ANNUU A ALL

1.1 CLASIFICACIÓN DE CARRETERAS Y TIPOS DE OBRA, CONSIDERADOSEN EL MANUAL

Las presentes especificaciones se aplican para el diseño de carreteras con superficiede rodadura de material granular, según correspondan a la clasificación que seestablece en el Manual de Diseño Geométrico DG-2001 del MTC del Perú, comosigue:

1.1.1 CLASIFICACIÓN POR SU FUNCIÓN

a) Carreteras de la Red Vial Nacional.b) Carreteras de la Red Vial Departamental o Regional.c) Carreteras de la Red Vial Vecinal o Rural.

1.1.2 CLASIFICACIÓN POR EL TIPO DE RELIEVE Y CLIMA

Carreteras en terrenos planos, ondulados, accidentados y muy accidentados. Seubican indistintamente en la costa (poca lluvia), sierra (lluvia moderada) y selva (muylluviosa).

1.1.3 TIPO DE OBRA POR EJECUTARSE

El manual es de aplicación para el diseño de proyectos de carreteras no pavimentadasde tierra y afirmadas. Para obras que configuran la siguiente clasificación de trabajos:

a) Mantenimiento rutinario. Conjunto de actividades que se realizan en las vías concarácter permanente para conservar sus niveles de servicio. Estas actividades puedenser manuales o mecánicas y están referidas principalmente a labores de limpieza,bacheo, perfilado, roce, eliminación de derrumbes de pequeña magnitud.

b) Mantenimiento periódico. Conjunto de actividades programables cada ciertoperíodo que se realizan en las vías para conservar sus niveles de servicio. Estasactividades pueden ser manuales o mecánicas y están referidas principalmente alabores de desencalaminado, perfilado, nivelación, reposición de material granular, asícomo reparación o reconstrucción puntual de los puentes y obras de arte.

c) Rehabilitación. Ejecución de las obras necesarias para devolver a la vía, cuandomenos, sus características originales, teniendo en cuenta su nuevo período deservicio.

d) Mejoramiento. Ejecución de las obras necesarias para elevar el estándar de la vía,mediante actividades que implican la modificación sustancial de la geometría y latransformación de una carretera de tierra a una carretera afirmada.

e) Nueva construcción. Ejecución de obras de una vía nueva con característicasgeométricas acorde a las normas de diseño y construcción vigentes.


10/159

10

1.2 DERECHO DE VÍA O FAJA DE DOMINIO

1.2.1 DERECHO DE VÍA

El Derecho de Vía es la faja de terreno de ancho variable dentro del cual se encuentracomprendida la carretera, sus obras complementarias, servicios, áreas previstas parafuturas obras de ensanche o mejoramiento, y zonas de seguridad para el usuario.

Dentro del ámbito del Derecho de Vía, se prohíbe la colocación de publicidadcomercial exterior, en preservación de la seguridad vial y del medio ambiente.

1.2.2 DIMENSIONAMIENTO DEL ANCHO MÍNIMO DEL DERECHO DE VÍA PARA CARRETERASDE BAJO VOLUMEN DE TRÁNSITO.

El ancho mínimo debe considerar la clasificación funcional de la carretera, enconcordancia con las especificaciones establecidas por el Manual de DiseñoGeométrico de Carreteras DG-2001 del MTC del Perú, que fijan las siguientesdimensiones:

CUADRO Nº 1.2.1: ANCHO DEL DERECHO DE VÍA PARA CBVT

DescripciónAncho mínimo

absoluto *

Carreteras de la Red Vial Nacional 15 m

Carreteras de la Red Vial Departamentales o Regional 15 mCarreteras de la Red Vial Vecinal o Rural 15 m

* 7.50 m a cada lado del eje

La faja de dominio dentro de la que se encuentra la carretera y sus obrascomplementarias, se extenderá como mínimo, para carreteras de bajo volumen detránsito un (1.00) metro, más allá del borde de los cortes, del pie de los terraplenes odel borde más alejado de las obras de drenaje que eventualmente se construyan.

La distancia mínima absoluta entre pie de taludes o de obras de contención y unelemento exterior será de 2.00 m. La mínima deseable será de 5.00 m

1.2.3 FAJA DE PROPIEDAD RESTRINGIDA

A cada lado del Derecho de Vía habrá una faja de propiedad restringida. La restricciónimpide ejecutar construcciones permanentes que afecten la seguridad o la visibilidad yque dificulten ensanches futuros de la carretera. La norma DG-2001, fija esta zonarestringida para carreteras de 3ra. clase en diez (10) metros a cada lado del Derechode Vía. De modo similar para las carreteras de bajo volumen de tránsito el ancho de lazona restringida será de 10 m.


11/159

11

1.2.4 PROCEDIMIENTOS DE ADQUISICIONES DE PROPIEDAD PARA EL DERECHO DE VÍAPÚBLICO POR PARTE DEL ESTADO

El área del Derecho de Vía pasa a propiedad pública por donación del propietario opor adquisición del Estado, como parte de la gestión que realiza la autoridadcompetente en el caso de un proyecto vial.

La Ley General de Expropiación N° 27117, concordada con la Ley 27628, que facilitala adquisición, vigentes a la fecha de la elaboración de este manual, regulan la formade adquirir la propiedad para constituir el Derecho de Vía público, necesario para quelas carreteras puedan ser construidos.

1.2.4.1 Valuación

La ley establece los procedimientos y parámetros de valuación de los predios que sonadquiridos, total o parcialmente, por el Estado, según sea necesario.

1.2.4.2 Registro Nacional de la Propiedad

Las adquisiciones deberán ser inscritas en el Registro de Propiedad correspondiente,en concordancia con la legislación vigente.

1.2.4.3 Materialización del Derecho de Vía

El límite del Derecho de Vía será marcado por la autoridad competente.

1.2.5 MANTENIMIENTO DEL DERECHO DE VÍA

Los presupuestos de ejecución y de mantenimiento de las obras viales, incluiránacciones de terminación y limpieza de las áreas laterales a la plataforma de lacarretera, dentro del derecho de vía público, que comprenden, terrenos de pendienteslaterales variadas.


12/159

12

CC A APPIITTUULLOO 22 PP A ARR Á ÁMMEETTRROOSS YY EELLEEMMEENNTTOOSS

BB Á ÁSSIICCOOSS DDEELL DDIISSEEÑÑOO El diseño de una carretera responde a una necesidad justificada social yeconómicamente. Ambos conceptos se correlacionan para establecer lascaracterísticas técnicas y físicas que debe tener la carretera que se proyecta a fin deque los resultados buscados sean óptimos, en beneficio de la comunidad que requieredel servicio, normalmente en situación de limitaciones muy estrechas de recursoslocales y nacionales.

2.1 PARÁMETROS BÁSICOS PARA EL DISEÑO

Para alcanzar el objetivo buscado deben evaluarse y seleccionarse los siguientesparámetros que definirán las características del proyecto. Según se explica acontinuación en el siguiente orden:

2.1.1 Estudio de la demanda.2.1.2 La velocidad de diseño en relación al costo de la carretera.2.1.3 La sección transversal de diseño.2.1.4 El tipo de superficie de rodadura.

2.1.1 METODOLOGÍA PARA EL ESTUDIO DE LA DEMANDA DE TRÁNSITO

2.1.1.1 El Índice Medio Diario Anual de Tránsito (IMDA)

En los estudios del tránsito se puede tratar de dos situaciones: el caso de los estudiospara carreteras existentes, y el caso para carreteras nuevas, es decir que no existenactualmente.

En el primer caso, el tránsito existente podrá proyectarse mediante los sistemasconvencionales que se indican a continuación. El segundo caso requiere de un estudiode desarrollo económico zonal o regional que lo justifique.

La carretera se diseña para un volumen de tránsito que se determina por la demandadiaria que cubrirá, calculado como el número de vehículos promedio que utilizan la víapor día actualmente y que se incrementa con una tasa de crecimiento anual,normalmente determinada por el MTC para las diversas zonas del país.

Cálculo de tasas de crecimiento y la proyección

Se puede calcular el crecimiento de tránsito utilizando una fórmula simple:

En la que:

Tn = Tránsito proyectado al año “n” en veh/día.To = Tránsito actual (año base o) en veh/día.

Tn = To (1+i)n-


13/159

13

n = Años del período de diseño.i = Tasa anual de crecimiento del tránsito que se define en correlación con

la dinámica de crecimiento socio-económico(*) normalmente entre 2% y6% a criterio del equipo del estudio.

Estas tasas pueden variar sustancialmente si existieran proyectos de desarrolloespecíficos por implementarse con certeza a corto plazo en la zona de la carretera.

La proyección puede también dividirse en dos partes. Una proyección para vehículosde pasajeros que crecerá aproximadamente al ritmo de la tasa de crecimiento de lapoblación. Y una proyección de vehículos de carga que crecerá aproximadamente conla tasa de crecimiento de la economía. Ambos datos sobre índices de crecimientonormalmente obran en poder de la región.

2.1.1.2 Volumen y composición o clasificación de los vehículos

i) Se definen tramos del proyecto en los que se estima una demanda homogénea encada uno de ellos.ii) Se establece una estación de estudio o conteo en un punto central del tramo, en

un lugar que se considere seguro y con suficiente seguridad social.iii) Se toma nota en una cartilla del número y tipo de vehículos que circulan en una y

en la otra dirección, señalándose la hora aproximada en que pasó el vehículo porla estación.

Se utiliza en el campo una cartilla previamente elaborada, que facilite el conteo, segúnla información que se recopila y las horas en que se realiza el conteo.

De esta manera se totalizan los conteos por horas, por volúmenes, por clase de

vehículos, por sentidos, etc.

2.1.1.3 Variaciones horarias de la demanda

De conformidad con los conteos, se establece las variaciones horarios de la demandapor sentido de tránsito y también de la suma de ambos sentidos. También sedetermina la hora de máxima demanda.

Se realizarán conteos para las 24 horas corridas. Pero si se conoce la hora de mayordemanda, se contará por un período menor.

2.1.1.4 Variaciones diarias de la demanda

Si los conteos se realizan por varios días, se pueden establecer las variacionesrelativas del tránsito diario (total del día o del período menor observado) para los díasde la semana.

2.1.1.5 Variaciones estacionales (mensuales)

Si la información que se recopila es elaborada en forma de muestreo sistemáticodurante días claves a lo largo de los meses del año, se obtendrán índices de variación

(*) Social: Tasa anual de crecimiento de la población económica: Tasa anual decrecimiento de la economía (PBI)


14/159

14

mensual que permitan establecer que hay meses con mayor demanda que otros. Esesería el caso en zonas agrícolas durante los meses de cosecha.

Con la información obtenida mediante los estudios descritos o previamente yaconocida por estudios anteriores, podrá establecerse, mediante la proyección de esademanda para el período de diseño, la sección (ancho) transversal necesaria de lacarretera a mejorar y los elementos del diseño de esta sección, como son ancho de lacalzada y de las bermas de la carretera.

2.1.1.6 Metodología para establecer el peso de los vehículos de carga, que esimportante para el diseño de los pavimentos, pontones y puentes

Estos estudios se concentran sólo en los vehículos pesados que son los que le hacendaño a la carretera y, por tanto, son importantes para definir el diseño de la superficiede rodadura y la resistencia de los pontones y puentes.

Peso vehicular y por eje de los vehículos pesados

Para el caso de carreteras de bajo volumen de tránsito, en el capítulo 5 se presenta laguía para el diseño de pavimentos con la metodología que permite establecer el efectodestructivo que tendrá el tránsito sobre el pavimento y cómo diseñar el pavimento,dándose alternativas en función de los materiales a utilizarse.

2.1.1.7 Información mínima necesaria

Para los casos en que no se dispone de la información sobre la variación diaria yestacional (mensual) de la demanda (en general esa información debe serproporcionada por la autoridad competente), se requerirá realizar estudios que

permitan localmente establecer los volúmenes y características del tránsito diario, enpor lo menos tres (3) días típicos, es decir, normales, de la actividad local.

Para este efecto, no se contará el tránsito en días feriados, nacionales o patronales, oen días en que la carretera estuviera dañada y, en consecuencia, interrumpida.

De conformidad a la experiencia anual de las personas de la localidad, los conteos einventarios de tránsito en general pueden realizarse prescindiéndose de las horas enque se tiene nulo o poco tránsito. El estudio debe tomar días que en opinión generalreflejen razonablemente bien el volumen de la demanda diaria y la composición oclasificación del tránsito.

Finalmente, el efecto destructivo de los vehículos de carga, será estimado según lasespecificaciones mínimas indicadas en el capítulo 5.

2.1.2 LA VELOCIDAD DE DISEÑO Y SU RELACIÓN CON EL COSTO DE LA CARRETERA

La velocidad de diseño es muy importante para establecer las características deltrazado en planta, elevación y sección transversal de la carretera.

Definida la velocidad del diseño para la circulación del tránsito automotor, seprocederá al diseño del eje de la carretera, siguiendo el trazado en planta compuestopor tramos rectos (en tangente) y por tramos de curvas circulares y espirales. Ysimilarmente del trazado vertical, con tramos en pendiente rectas y con pendientescurvilíneas, normalmente parabólicas.


15/159

15

La velocidad de diseño está igualmente relacionada con el ancho de los carriles decirculación y, por ende, con la sección transversal por adoptarse.

La velocidad de diseño es la que establecerá las exigencias de distancias devisibilidad en la circulación y, consecuentemente, de la seguridad de los usuarios de lacarretera a lo largo del trazado.

Definición de la velocidad de diseño

La selección de la velocidad de diseño será una consecuencia de un análisis técnico-económico de alternativas de trazado que deberán tener en cuenta la orografía delterritorio. En territorios planos, el trazado puede aceptar altas velocidades a bajo costode construcción, pero en territorios muy accidentados será muy costoso mantener unavelocidad alta de diseño, porque habría que realizar obras muy costosas paramantener un trazo seguro. Ello solo podría justificarse si los volúmenes de la demanda

de tránsito fueran muy altos.

En el particular caso de este manual destinado al diseño de carreteras de bajovolumen del tránsito, es natural que el diseño se adapte en lo posible a las inflexionesdel terreno y, particularmente, la velocidad de diseño deberá ser bastante baja cuandose trate de sectores o tramos de orografía más accidentada. Para efectos de esteManual, la velocidad máxima de diseño considerada es de 60Km/h. Para velocidadesmayores a estas, adoptarán los parámetros establecidos en el Manual de DiseñoGeométrico de Carreteras DG-2001 o en el Manual para el Diseño de CarreterasPavimentas de Bajo Volumen de Tránsito.

Velocidad de circulación

La velocidad de circulación corresponderá a la norma que se dicte para señalizar lacarretera y limitar la velocidad máxima a la que debe circular el usuario, que seindicará mediante la señalización correspondiente.

2.1.3 LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE DISEÑO

Este acápite se refiere a la selección de las dimensiones que debe tener la seccióntransversal de la carretera, en las secciones rectas (tangente) y en los diversos tramosa lo largo de la carretera proyectada.

Para dimensionar la sección transversal, se tendrá en cuenta que las carreteras debajo volumen de tránsito, solo requerirán: a) Una calzada de circulación vehicular condos carriles, una para cada sentido; y b) Para las carreteras de menor volumen, unsolo carril de circulación, con plazoletas de cruce y/o de volteo cada cierta distancia,según se estipula más adelante.

El ancho de la carretera, en la parte superior de la plataforma o corona, podrácontener además de la calzada, un espacio lateral a cada lado para bermas y para laubicación de guardavías, muros o muretes de seguridad, señales y cunetas dedrenaje.

La sección transversal resultante será más amplia en territorios planos enconcordancia con la mayor velocidad del diseño. En territorios ondulados yaccidentados, tendrá que restringirse lo máximo posible para evitar los altos costos de


16/159

16

construcción, particularmente más altos en los trazados a lo largo de cañonesflanqueados por farallones de roca o de taludes inestables.

2.1.4 TIPOS DE SUPERFICIE DE RODADURA

En este Manual de Diseño para Carreteras No Pavimentadas de Bajo Volumen deTránsito, se ha considerado que básicamente se utilizarán los siguientes materiales ytipos de superficie de rodadura:

• Carreteras de tierra y carreteras de grava.• Carreteras afirmadas con material granular y/o estabilizados.

La metodología de diseño de las superficies de rodaduras o calzadas de circulaciónestá desarrollada en el capítulo 5.

Es importante indicar que los criterios más importantes a fin de seleccionar la

superficie de rodadura para una carretera afirmada, establecen que a mayor tránsitopesado, medido en ejes equivalentes destructivos, se justificará utilizar afirmados demayor rendimiento y que el alto costo de la construcción debe impulsar el uso demateriales locales para abaratar la obra, lo que en muchos casos podrá justificar eluso de afirmados estabilizados. También es importante establecer que la presión delas llantas de los vehículos, deben mantenerse bajo las 80 (psi) libras por pulg2 depresión para evitar daños graves a la estructura de los afirmados.


17/159

17

2.2 ELEMENTOS DEL DISEÑO GEOMÉTRICO

Los elementos que definen la geometría de la carretera son:

a) La velocidad de diseño seleccionada.b) La distancia de visibilidad necesaria.c) La estabilidad de la plataforma de la carretera, de las superficies de rodadura, de

puentes, de obras de arte y de los taludes.d) La preservación del medio ambiente.

En la aplicación de los requerimientos geométricos que imponen los elementosmencionados, se tiene como resultante el diseño final de un proyecto de carreteraestable y protegida contra las inclemencias del clima y del tránsito.

Para este efecto, este manual incluye la manera en que debe resolverse los aspectosde diseño de la plataforma de la carretera; estabilidad de la carretera y de los taludesinestables; preservación del ambiente; seguridad vial; y diseño propiamente,incluyendo los estudios básicos necesarios, tales como topografía, geología, suelos,canteras e hidrología, que permiten dar sustento al proyecto.

Para el buen diseño de una carretera de bajo volumen de tránsito se consideran claveslas siguientes prácticas:

• Limitar al mínimo indispensable el ancho de la carretera para restringir el áreaalterada.

• Evitar la alteración de los patrones naturales de drenaje.• Proporcionar drenaje superficial adecuado.

• Evitar terrenos escarpados con taludes de más de 60%.• Evitar problemas tales como zonas inundadas o inestables.• Mantener una distancia de separación adecuada con los riachuelos y optimizar

el número de cruces de cursos de agua.• Minimizar el número de contactos entre la carretera y las corrientes de agua.• Diseñar los cruces de quebradas y ríos con la suficiente capacidad y protección

de las márgenes contra la erosión, permitiendo, de ser el caso, el paso depeces en todas las etapas de su vida.

• Evitar la constricción del ancho activo de los riachuelos, ríos y cursos de agua(ancho con el caudal máximo).

• Conseguir una superficie de rodadura de la carretera estable y con materialesfísicamente sanos.

• Instalar obras de subdrenaje donde se necesite, identificando los lugaresactivos durante la estación de lluvias.

• Reducir la erosión colocando cubiertas vegetales o físicas sobre el terreno encortes, terraplenes, salidas de drenajes y cualquier zona expuesta a corrientesde agua.

• Usar ángulos de talud estables en cortes y rellenos.• Usar medidas de estabilización de taludes, de estructuras y de obras de

drenaje conforme se necesiten y sea económicamente seleccionada.• Aplicar técnicas especiales al cruzar terrenos agrícolas, zonas ribereñas, y

cuando se tienen que controlar las quebradas.• Proporcionar un mantenimiento debidamente planeado y programado.

• Cerrar o poner fuera de servicio a las carreteras cuando no se usen o cuandoya no se necesiten.


18/159

18

CC A APPÍÍTTUULLOO 33 DDIISSEEÑÑOO GGEEOOMMÉÉTTRRIICCOO

3.1 DISTANCIA DE VISIBILIDAD

Distancia de visibilidad es la longitud continua hacia delante de la carretera que esvisible al conductor del vehículo. En diseño, se consideran tres distancias: la devisibilidad suficiente para detener el vehículo; la necesaria para que un vehículoadelante a otro que viaja a velocidad inferior en el mismo sentido; y la distanciarequerida para cruzar o ingresar a una carretera de mayor importancia.

3.1.1 VISIBILIDAD DE PARADA

Distancia de visibilidad de parada es la longitud mínima requerida para que se detengaun vehículo que viaja a la velocidad directriz, antes de que alcance un objeto que seencuentra en su trayectoria.

Para efecto de la determinación de la visibilidad de parada se considera que el objetivoinmóvil tiene una altura de 0.60 m y que los ojos del conductor se ubican a 1.10 m porencima de la rasante de la carretera.

CUADRO Nº 3.1.1Distancia de visibilidad de parada (metros)

Velocidaddirectriz (Km./h)

Pendiente nula o en bajada Pendiente en subida

0% 3% 6% 9% 3% 6% 9%20 20 20 20 20 19 18 18

30 35 35 35 35 31 30 29

40 50 50 50 53 45 44 43

50 65 66 70 74 61 59 58

60 85 87 92 97 80 77 75

La pendiente ejerce influencia sobre la distancia de parada. Esta influencia tieneimportancia práctica para valores de la pendiente de subida o bajada iguales omayores a 6%.

En todos los puntos de una carretera, la distancia de visibilidad será igual o superior a

la distancia de visibilidad de parada. En el cuadro Nº 3.1.1 se muestran las distanciasde visibilidad de parada, en función de la velocidad directriz y de la pendiente. Encarreteras de muy bajo volumen de tránsito, de un solo carril y tráfico en dosdirecciones, la distancia de visibilidad deberá ser por lo menos dos veces lacorrespondencia a la visibilidad de parada.

Para el caso de la distancia de visibilidad de cruce, se aplicarán los mismos criterios quelos de visibilidad de parada.

3.1.2 VISIBILIDAD DE ADELANTAMIENTO

Distancia de visibilidad de adelantamiento (paso) es la mínima distancia que debe ser

visible para facultar al conductor del vehículo a sobrepasar a otro que viaja a velocidad15 km/h menor, con comodidad y seguridad, sin causar alteración en la velocidad de


19/159


20/159

20

3.2 ALINEAMIENTO HORIZONTAL

3.2.1 CONSIDERACIONES PARA EL ALINEAMIENTO HORIZONTAL

El alineamiento horizontal deberá permitir la circulación ininterrumpida de losvehículos, tratando de conservar la misma velocidad directriz en la mayor longitud decarretera que sea posible.

El alineamiento carretero se hará tan directo como sea conveniente adecuándose a lascondiciones del relieve y minimizando dentro de lo razonable el número de cambios dedirección. El trazado en planta de un tramo carretero está compuesto de la adecuadasucesión de rectas (tangentes), curvas circulares y curvas de transición.

En general, el relieve del terreno es el elemento de control del radio de las curvashorizontales y el de la velocidad directriz. La velocidad directriz, a su vez, controla ladistancia de visibilidad.

Los radios mínimos, calculados bajo el criterio de seguridad ante el deslizamientotransversal del vehículo, están dados en función a la velocidad directriz, a la friccióntransversal y al peralte máximo aceptable.

En el alineamiento horizontal desarrollado para una velocidad directriz determinada,debe evitarse el empleo de curvas con radio mínimo. En general, se tratará de usarcurvas de radio amplio reservándose el empleo de radios mínimos para lascondiciones más críticas.

Deberá buscarse un alineamiento horizontal homogéneo, en el cual tangentes y curvas

se suceden armónicamente. Se restringirá, en lo posible, el empleo de tangentesexcesivamente largas con el fin de evitar el encandilamiento nocturno prolongado y lafatiga de los conductores durante el día.

Al término de tangentes largas donde es muy probable que las velocidades deaproximación de los vehículos sean mayores que la velocidad directriz, las curvashorizontales tendrán radios de curvatura razonablemente amplios.

Se evitará pasar bruscamente de una zona de curvas de grandes radios a otra demarcadamente menores. Deberá pasarse en forma gradual, intercalando entre unazona y otra, curvas de radio de valor decreciente, antes de alcanzar el radio mínimo.

Los cambios repentinos en la velocidad de diseño a lo largo de una carretera seránevitados. Estos cambios se efectuarán en decrementos o incrementos de 15 km/h.

No se requiere curva horizontal para pequeños ángulos de deflexión. En el cuadro Nº3.2.1 se muestran los ángulos de inflexión máximos para los cuales no es requerida lacurva horizontal.

Para evitar la apariencia de alineamiento quebrado o irregular, es deseable que, paraángulos de deflexión mayores a los indicados en el cuadro Nº 3.2.1, la longitud de lacurva sea por lo menos de 150 m. Si la velocidad directriz es menor a 50 km/h y elángulo de deflexión es mayor que 5º, se considera como longitud de curva mínimadeseada la longitud obtenida con la siguiente expresión L = 3V (L = longitud de curva

en metros y V = velocidad en km/hora). Es preferible no diseñar longitudes de curvashorizontales mayores a 800 metros.


21/159

21

Cuadro Nº 3.2.1ÁNGULOS DE DEFLEXIÓN MÁXIMOS PARA LOS QUE

NO SE REQUIERE CURVA HORIZONTAL Velocidad directriz

Km./hDeflexión máxima aceptable

sin curva circular30405060

2º 30’2º 15’1º 50’1º 30’

Se evitará, en lo posible, los desarrollos artificiales. Cuando las condiciones del relievedel terreno hagan indispensable su empleo, el proyectista hará una justificación de

ello. Las ramas de los desarrollos tendrán la máxima longitud posible y la máximapendiente admisible, evitando la superposición de varias de ellas sobre la mismaladera. Al proyectar una sección de carretera en desarrollo, será, probablemente,necesario reducir la velocidad directriz.

Las curvas horizontales permitirán, cuando menos, la visibilidad igual a la distancia deparada según se muestra en el cuadro Nº 3.1.1.

Deben evitarse los alineamientos reversos abruptos. Estos cambios de dirección en elalineamiento hacen que sea difícil para los conductores mantenerse en su carril.

También es difícil peraltar adecuadamente las curvas. La distancia entre dos curvasreversas deberá ser, por lo menos, la necesaria para el desarrollo de las transicionesde peralte.

No son deseables dos curvas sucesivas del mismo sentido cuando entre ellas existeun tramo corto en tangente. En lo posible, se sustituirán por una sola curva o seintercalará una transición en espiral dotada de peralte.

El alineamiento en planta satisfacerá las condiciones necesarias de visibilidad deadelantamiento en tramos suficientemente largos y con una frecuencia razonable a finde dar oportunidad a que un vehículo adelante a otro.

3.2.2 CURVAS HORIZONTALES El mínimo radio de curvatura es un valor límite que está dado en función del valormáximo del peralte y del factor máximo de fricción para una velocidad directrizdeterminada. En el cuadro Nº 3.2.6.1b se muestran los radios mínimos y los peraltesmáximos elegibles para cada velocidad directriz.

En el alineamiento horizontal de un tramo carretero diseñado para una velocidaddirectriz, un radio mínimo y un peralte máximo, como parámetros básicos, debeevitarse el empleo de curvas de radio mínimo. En general, se tratará de usar curvas deradio amplio, reservando el empleo de radios mínimos para las condiciones máscríticas.


22/159

22

3.2.3 CURVAS DE TRANSICIÓN

Todo vehículo automotor sigue un recorrido de transición al entrar o salir de una curvahorizontal. El cambio de dirección y la consecuente ganancia o pérdida de las fuerzaslaterales no pueden tener efecto instantáneamente.

Con el fin de pasar de la sección transversal con bombeo, correspondiente a lostramos en tangente a la sección de los tramos en curva provistos de peralte y sobreancho, es necesario intercalar un elemento de diseño con una longitud en la que serealice el cambio gradual, a la que se conoce con el nombre de longitud de transición.

Cuando el radio de las curvas horizontales sea inferior al señalado en el cuadro Nº3.2.3a, se usarán curvas de transición. Cuando se usen curvas de transición, serecomienda el empleo de espirales que se aproximen a la curva de Euler o Clotoide.

CUADRO Nº 3.2.3aNECESIDAD DE CURVAS DE TRANSICIÓN Velocidad directriz

Km./hRadio

m20 2430 5540 9550 15060 210

Cuando se use curva de transición, la longitud de la curva de transición no será menorque Lmin ni mayor que Lmáx, según las siguientes expresiones:

L min. =0.0178 V

R

L máx. = (24R)0.5

R = Radio de la curvatura circular horizontal.L min. = Longitud mínima de la curva de transición.L máx. = Longitud máxima de la curva de transición en metros.V = Velocidad directriz en Km/h.

La longitud deseable de la curva de transición, en función del radio de la curva circular,se presenta en el cuadro Nº 3.2.3b.

Cuadro Nº 3.2.3bLONGITUD DESEABLE DE LA CURVA TRANSICIÓN

Radio de curva circular (m)Longitud deseable de la curva

transición (m)20 1130 1740 22

50 2860 33


23/159

23

3.2.4 DISTANCIA DE VISIBILIDAD EN CURVAS HORIZONTALES

La distancia de visibilidad en el interior de las curvas horizontales es un elemento deldiseño del alineamiento horizontal.

Cuando hay obstrucciones a la visibilidad en el lado interno de una curva horizontal(tales como taludes de corte, paredes o barreras longitudinales), se requiere un ajusteen el diseño de la sección transversal normal o en el alineamiento, cuando laobstrucción no puede ser removida.

De modo general, en el diseño de una curva horizontal, la línea de visibilidad será, por lomenos, igual a la distancia de parada correspondiente y se mide a lo largo del ejecentral del carril interior de la curva.

El mínimo ancho que deberá quedar libre de obstrucciones a la visibilidad, será

calculado por la expresión siguiente:

−=

R28.65S

Cos1RM

M = Ordenada media o ancho mínimo libre.R = Radio de la curva horizontal.S = Distancia de visibilidad.

3.2.5 CURVAS COMPUESTAS

En general, se evitará el empleo de curvas compuestas, tratando de reemplazarlas poruna sola curva.

En casos excepcionales podrán usarse curvas compuestas o curvas policéntricas detres centros. En tal caso, el radio de una no será mayor que 1.5 veces el radio de laotra.

3.2.6 EL PERALTE DE LA CARRETERA

Se denomina peralte a la sobre elevación de la parte exterior de un tramo de lacarretera en curva con relación a la parte interior del mismo con el fin de contrarrestarla acción de la fuerza centrífuga. Las curvas horizontales deben ser peraltadas.

El peralte máximo tendrá como valor máximo normal 8% y como valor excepcional10%. En carreteras afirmadas bien drenadas en casos extremos, podría justificarse unperalte máximo alrededor de 12%.

El mínimo radio (Rmin) de curvatura es un valor límite que está dado en función delvalor máximo del peralte (emax) y el factor máximo de fricción (f max ) seleccionados parauna velocidad directriz (V). El valor del radio mínimo puede ser calculado por laexpresión:

Rmin =V2

127 (0.01 emax + f max)

Los valores máximos de la fricción lateral a emplearse son los que se señalan en elcuadro Nº 3.2.6.1a.


24/159

24

Cuadro Nº 3.2.6.1aFRICCIÓN TRANSVERSAL MÁXIMA EN CURVAS Velocidad directriz

Km./h

f máx

20

30

40

50

60

0.18

0.17

0.17

0.16

0.15

En el cuadro Nº 3.2.6.1b se muestran los valores de radios mínimos y peraltesmáximos elegibles para cada velocidad directriz. En este mismo cuadro se muestranlos valores de la fricción transversal máxima.

Cuadro N°3.2.6.1bRADIOS MÍNIMOS Y PERALTES MÁXIMOS

Velocidaddirectriz(km/h)

Peralte máximoe(%)

Valor límite defricción

f max

Calculadoradio mínimo

(m)

Redondeoradio mínimo

(m)2030405060

4.04.04.04.04.0

0.180.170.170.160.15

14.333.760.098.4149.1

153560100150

2030

405060

6.06.0

6.06.06.0

0.180.17

0.170.160.15

13.130.8

54.789.4134.9

1530

5590135

2030405060

8.08.08.08.08.0

0.180.170.170.160.15

12.128.350.482.0123.2

10305080125

2030405060

10.010.010.010.010.0

0.180.170.170.160.15

11.226.246.675.7113.3

10254575115

2030405060

12.012.012.012.012.0

0.180.170.170.160.15

10.524.443.470.3104.9

10254570105

En carreteras cuyo IMDA de diseño sea inferior a 200 vehículos por día y la velocidaddirectriz igual o menor a 30 km/h, el peralte de todas las curvas podrá ser igual al 2.5%

La variación de la inclinación de la sección transversal desde la sección con bombeonormal en el tramo recto hasta la sección con el peralte pleno, se desarrolla en unalongitud de vía denominada transición. La longitud de transición del bombeo en aquellaen la que gradualmente, se desvanece el bombeo adverso. Se denomina longitud detransición de peralte a aquella longitud en la que la inclinación de la sección


25/159

25

gradualmente varía desde el punto en que se ha desvanecido totalmente el bombeoadverso hasta que la inclinación corresponde a la del peralte.

En el cuadro Nº 3.2.6.1c se muestran las longitudes mínimas de transición de bombeoy de transición peralte en función de velocidad directriz y del valor del peralte.

CUADRO Nº 3.2.6.1cLONGITUDES MÍNIMAS DE TRANSICIÓN DE BOMBEO Y

TRANSICIÓN DE PERALTE (m)Velocidaddirectriz(Km./h)

Valor del peralteTransiciónde bombeo

2% 4% 6% 8% 10% 12%

Longitud de transición de peralte (m)*

20 9 18 27 36 45 54 9

30 10 19 29 38 48 57 10

40 10 21 31 41 51 62 10

50 11 22 32 43 54 65 1160 12 24 36 48 60 72 12

* Longitud de transición basada en la rotación de un carril.

El giro del peralte se hará, en general, alrededor del eje de la calzada. En los casosespeciales, como, por ejemplo, en terreno muy llano, puede realizarse el giro alrededordel borde interior cuando se desea resaltar la curva.

En los cuadros 3.2.6.1.d1, 3.2.6.1.d2, 3.2.6.1.d3, 3.2.6.1.d4 y 3.2.6.1.d5, se indican losvalores de los peraltes requeridos y sus correspondientes longitudes de transición para

cada velocidad directriz en función de los radios adoptados.Para los casos en que se haya previsto el empleo de curvas espirales de transición, severificará que la longitud de estas curvas espirales permita la variación del peralte enlos límites indicados, es decir, que la longitud resulte mayor o igual a la que se indicaen los cuadros 3.2.6.1.d1, 3.2.6.1.d2, 3.2.6.1.d3, 3.2.6.1.d4 y 3.2.6.1.d5.


26/159

26

CUADRO Nº 3.2.6.1.d1VALORES DE PERALTE Y LONGITUD DE TRANSICIÓN DE PERALTE

PERALTE MÁXIMO = 4%

R (m)V=20km/h V=30km/h V=40km/h V=50km/h V=60 km/h(%) (m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m)

700050003000250020001500140013001200

1000900800700600500400300250200175150140

1301201101009080706050403020

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBHBHBH

BHBHBH2.12.22.42.52.62.83.03.33.8

000000000

0000000000099

99991011111213141517

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBNBNBNBNBHBH2.32.42.52.5

2.62.72.82.93.03.23.33.53.73.9

000000000

0000000

BH1011121212

12131314141516171819

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBHBHBH2.12.42.62.82.93.13.2

3.33.43.53.63.73.83.94.0

000000000

0000101011121314151516

1717181919202021

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BHBHBHBH2.12.32.52.83.03.33.53.73.8

3.83.94.04.0

000000000

0111111121314161718192021

21222222

BNBNBNBNBNBNBHBHBH

BHBH2.12.32.52.73.03.33.63.83.94.0

0000000012

121213141516182022232324

Rmin= 150

Rmin= 100

e =peralte %R =radioV =velocidadBN= Sección con bombeo normalBH = Sección con bombeoadverso horizontalizadoL = Longitud de transición deperalte

emax = 4%

Rmin= 60

Rmin= 35

Rmin = 15


27/159

27



R (m)V=20km/h V=30km/h V=40km/h V=50km/h V=60 km/h(%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m)

700050003000250020001500140013001200

1000900800700600500400300250200175150140

1301201101009080706050403020

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBHBH

2.12.22.42.62.73.03.23.53.84.24.75.5

000000000

0000000000999

91011111214141517192125

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBNBNBNBHBH2.32.8

3.03.33.5

3.63.83.94.14.24.54.75.05.45.86.0

000000000

00000010101113141617

1718192020222324262829

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBHRC2.12.53.13.53.94.14.44.5

4.64.85.05.25.45.55.86.0

000000000

00010101113151618202123

2425262728293031

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BHRCRC2.12.42.83.33.94.24.75.05.35.4

5.55.75.86.06.0

000000000

11111112131618222326282930

3132323333

BNBNBNBNBNBNBHRCRC

2.12.32.52.83.13.64.04.65

5.55.86.06.0

000000121212

13141517192124283033353636

Rmin= 135

Rmin= 90

Rmin= 55 e =peralte %R =radioV =velocidadBN= Sección con bombeo normalBH = Sección con bombeo adversohorizontalizado

L = Longitud de transición deperalteemax = 6%

Rmin= 30 Rmin = 15


28/159

28



R (m)V=20km/h V=30km/h V=40km/h V=50km/h V=60 km/h(%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m)

700050003000250020001500140013001200

1000900800700600500400300250200175150140

1301201101009080706050403020

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBHBH

2.22.32.52.73.03.33.64.14.65.25.97.1

000000000

0000000000999

101011121415161821232732

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBNBNBNBH2.12.5

3.03.43.84.0

4.24.44.75.05.25.55.96.46.97.58.0

000000000

00000010101214161819

2021232425262831333638

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBHBH2.22.73.44.04.65.05.45.5

5.86.06.36.66.97.27.67.88.0

000000000

00010101114172124252629

303132343537394041

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BHBHBH2.22.83.03.84.55.15.86.26.76.9

7.17.47.67.87.98.0

000000000

11111112141720252832343738

394142434444

BNBNBNBNBNBNBHBHBH

2.22.42.73.03.43.94.75.66.27.07.47.87.9

8.0

000000121212

13141618202328343742444747

48Rmin= 125

Rmin= 80

e =peralte %R =radioV =velocidadBN= Sección con bombeo normalBH = Sección con bombeo adversohorizontalizado

L = Longitud de transición deperalteemax = 8%

Rmin= 45

Rmin= 30 Rmin = 10


29/159

29



R (m)V=20 km/h V=30 km/h V=40 km/h V=50 km/h V=60 km/h (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m)

700050003000250020001500140013001200

1000900800700600500400300250200175150140

1301201101009080706050403020

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBH2.1

2.22.42.62.83.13.43.84.45.05.97.08.5

000000000

0000000000999

101112131415172023273138

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBNBNBNBH2.22.63.13.54.04.3

4.54.85.15.55.96.46.97.58.29.19.9

000000000

00000010111215171921

2223242628313336394448

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBHBH2.32.83.54.25.05.66.26.4

6.77.07.47.78.28.89.19.610.0

000000000

00010101214192226293233

343638404244474951

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BHBHBH2.32.73.13.84.65.66.57.17.88.1

8.58.89.19.59.810.0

000000000

11111213151721273137394345

474950535455

BNBNBNBNBNBNBHBHBH

2.22.62.73.13.64.25.05.37.18.28.89.49.7

9.810.0

000000121212

13151619222530384349535658

5960Rmin = 115

Rmin = 75

Rmin = 45 e =peralte %R =radioV =velocidadBN= Sección con bombeo normalBH = Sección con bombeo

adverso horizontalizadoL = Longitud de transición deperalteemax = 10%

Rmin = 25 Rmin = 10


30/159

30



R (m)V=20 km/h V=30 km/h V=40 km/h V=50 km/h V=60 km/h(%) L(%) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m)

700050003000250020001500140013001200

1000900800700600500400300250200175150140

1301201101009080706050403020

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBH2.1

2.32.52.72.83.23.54.04.65.36.37.79.7

000000000

0000000000999

101112131416182124283544

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBNBNBNBH2.22.63.23.64.24.4

4.75.15.45.96.46.97.66.49.310.411.5

000000000

00000010111215172021

2324262831333640455056

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BNBNBNBHBH2.42.93.84.46.36.96.77.0

7.47.88.28.79.39.910.511.211.8

000000000

00010101215202327303438

394042454851545861

BNBNBNBNBNBNBNBNBN

BHBH2.12.42.73.23.95.16.97.17.88.79.1

9.510.010.511.011.411.812.0

000000000

11111213151822283339434850

53555861636566

BNBNBNBNBNBNBHBHBH

2.32.52.83.23.34.35.36.77.79.110.010.911.2

11.511.812.0

000000121212

14151719222662404655606567

597172

Rmin = 105

Rmin = 70

e =peralte %R =radioV =velocidadBN= Sección con bombeo normalBH = Sección con bombeo adverso

horizontalizadoL = Longitud de transición deperalteemax = 12%

Rmin = 45 Rmin = 25

Rmin = 10


31/159

31

3.2.7 SOBRE ANCHO DE LA CALZADA EN CURVAS CIRCULARES

La calzada aumenta su ancho en las curvas para conseguir condiciones de operaciónvehicular comparable a la de las tangentes.

En las curvas, el vehículo de diseño ocupa un mayor ancho que en los tramos rectos. Asimismo, a los conductores les resulta más difícil mantener el vehículo en el centrodel carril.

En el cuadro Nº 3.2.7 se presentan los sobre anchos requeridos para calzadas dedoble carril.

CUADRO Nº 3.2.7SOBRE ANCHO DE LA CALZADA EN CURVAS CIRCULARES (m)

(Calzada de dos carriles de circulación)

Velocidadirectriz km/

Radio de curva (m)10 15 20 30 40 50 60 80 100 125 150 200 300 400 500 750 1000

20 * 6.52 4.73 3.13 2.37 1.92 1.62 1.24 1.01 0.83 0.70 0.55 0.39 0.30 0.25 0.18 0.1430 4.95 3.31 2.53 2.06 1.74 1.35 1.11 0.92 0.79 0.62 0.44 0.35 0.30 0.22 0.1840 2.68 2.20 1.87 1.46 1.21 1.01 0.87 0.69 0.50 0.40 0.34 0.25 0.2150 1.57 1.31 1.10 0.95 0.76 0.56 0.45 0.39 0.29 0.2460 1.41 1.19 1.03 0.83 0.62 0.50 0.43 0.33 0.27

* Para Radio de 10 m se debe usar plantilla de la maniobra del vehículo de diseño

Para velocidades de diseño menores a 50 Km/h no se requerirá sobre ancho cuandoel radio de curvatura sea mayor a 500 m. Tampoco se requerirá sobre ancho cuando

las velocidades de diseño estén comprendidas entre 50 y 60 Km/h y el radio decurvatura sea mayor a 800 m.


32/159

32

3.3 ALINEAMIENTO VERTICAL

3.3.1 CONSIDERACIONES PARA EL ALINEAMIENTO VERTICAL

En el diseño vertical, el perfil longitudinal conforma la rasante, la misma que estáconstituida por una serie de rectas enlazadas por arcos verticales parabólicos a loscuales dichas rectas son tangentes.

Para fines de proyecto, el sentido de las pendientes se define según el avance delkilometraje, siendo positivas aquellas que implican un aumento de cota y negativas lasque producen una pérdida de cota.

Las curvas verticales entre dos pendientes sucesivas permiten conformar unatransición entre pendientes de distinta magnitud, eliminando el quiebre brusco de larasante. El diseño de estas curvas asegurará distancias de visibilidad adecuadas.

El sistema de cotas del proyecto se referirá en lo posible al nivel medio del mar, paralo cual se enlazarán los puntos de referencia del estudio con los B.M. de nivelación delInstituto Geográfico Nacional.

A efectos de definir el perfil longitudinal, se considerarán como muy importantes lascaracterísticas funcionales de seguridad y comodidad que se deriven de la visibilidaddisponible, de la deseable ausencia de pérdidas de trazado y de una transición gradualcontinua entre tramos con pendientes diferentes.

Para la definición del perfil longitudinal se adoptarán los siguientes criterios, salvocasos suficientemente justificados:

• En carreteras de calzada única, el eje que define el perfil coincidirá con el ejecentral de la calzada.

• Salvo casos especiales en terreno llano, la rasante estará por encima del terreno afin de favorecer el drenaje.

• En terreno ondulado, por razones de economía, la rasante se acomodará a lasinflexiones del terreno, de acuerdo con los criterios de seguridad, visibilidad yestética.

• En terreno montañoso y en terreno escarpado, también se acomodará la rasante alrelieve del terreno evitando los tramos en contra pendiente cuando debe vencerseun desnivel considerable, ya que ello conduciría a un alargamiento innecesario delrecorrido de la carretera.

• Es deseable lograr una rasante compuesta por pendientes moderadas quepresente variaciones graduales entre los alineamientos, de modo compatible con lacategoría de la carretera y la topografía del terreno.

• Los valores especificados para pendiente máxima y longitud crítica podránemplearse en el trazado cuando resulte indispensable. El modo y oportunidad de laaplicación de las pendientes determinarán la calidad y apariencia de la carretera.

• Rasantes de lomo quebrado (dos curvas verticales de mismo sentido, unidas poruna alineación corta), deberán ser evitadas siempre que sea posible. En casos decurvas convexas, se generan largos sectores con visibilidad restringida y cuandoson cóncavas, la visibilidad del conjunto resulta antiestética y se generanconfusiones en la apreciación de las distancias y curvaturas.


33/159

33

3.3.2 CURVAS VERTICALES

Los tramos consecutivos de rasante serán enlazados con curvas verticales parabólicascuando la diferencia algebraica de sus pendientes sea mayor a 1%, para carreteras nopavimentadas y mayor a 2% para las afirmadas.

Las curvas verticales serán proyectadas de modo que permitan, cuando menos, lavisibilidad en una distancia igual a la de visibilidad mínima de parada y cuando searazonable una visibilidad mayor a la distancia de visibilidad de paso.

Para la determinación de la longitud de las curvas verticales se seleccionará el índicede curvatura K. La longitud de la curva vertical será igual al índice K multiplicado por elvalor absoluto de la diferencia algebraica de las pendientes (A).

L = KA

Los valores de los índices K se muestran en el cuadro Nº 3.3.2a para curvas convexasy en el cuadro Nº 3.3.2b para curvas cóncavas.

CUADRO Nº 3.3.2.aÍNDICE K PARA EL CÁLCULO DE LA LONGITUD DE CURVA VERTICAL CONVEXA

Velocidaddirectriz Km./h

LONGITUD CONTROLADA POR VISIBILIDADDE FRENADO

LONGITUD CONTROLADA POR VISIBILIDADDE ADELANTAMIENTO

Distancia devisibilidad de

frenado m.

Índice decurvatura K

Distancia devisibilidad de

adelantamiento

Índice decurvatura K

20

30

4050

60

20

35

5065

85

0.6

1.9

3.86.4

11

-.-

200

270345

410

-.-

46

84138

195

El índice de curvatura es la longitud (L) de la curva de las pendientes (A) K = L/A por el porcentajede la diferencia algebraica.

CUADRO Nº 3.3.2.bÍNDICE PARA EL CÁLCULO DE LA LONGITUD DE CURVA VERTICAL CÓNCAVA

VELOCIDAD DIRECTRIZKM /H

DISTANCIA DE VISIBILIDAD DEFRENADO M.

ÍNDICE DE CURVATURA

K

2030

40

50

60

2035

50

65

85

2.15.1

8.5

12.2

17.3

El índice de curvatura es la longitud (L) de la curva de las pendientes (A) K = L/A por elporcentaje de la diferencia algebraica.

3.3.3 PENDIENTE

En los tramos en corte, se evitará preferiblemente el empleo de pendientes menores a0.5%. Podrá hacerse uso de rasantes horizontales en los casos en que las cunetas


34/159

34

adyacentes puedan ser dotadas de la pendiente necesaria para garantizar el drenaje yla calzada cuente con un bombeo igual o superior a 2%.

En general, se considera deseable no sobrepasar los límites máximos de pendienteque están indicados en el cuadro Nº 3.3.3.a.

En tramos carreteros con altitudes superiores a los 3 000 msnm, los valores máximosdel cuadro Nº 3.3.3.a para terreno montañoso o terreno escarpados se reducirán en1%.

Los límites máximos de pendiente se establecerán teniendo en cuenta la seguridad dela circulación de los vehículos más pesados en las condiciones más desfavorables dela superficie de rodadura.

CUADRO Nº 3.3.3.aPENDIENTES MÁXIMAS

En el caso de ascenso continuo y cuando la pendiente sea mayor del 5%, seproyectará, más o menos, cada tres kilómetros, un tramo de descanso de una longitudno menor de 500 m con pendiente no mayor de 2%. Se determinará la frecuencia y laubicación de estos tramos de descanso de manera que se consigan las mayoresventajas y los menores incrementos del costo de construcción.

En general, cuando en la construcción de carreteras se emplee pendientes mayores a10%, el tramo con esta pendiente no debe exceder a 180 m.

Es deseable que la máxima pendiente promedio en tramos de longitud mayor a 2000mno supere el 6%, las pendientes máximas que se indican en el cuadro Nº 3.3.3a sonaplicables.

En curvas con radios menores a 50 debe evitarse pendientes en exceso a 8%, debidoa que la pendiente en el lado interior de la curva se incrementa muy significativamente.

OROGRAFÍA TIPOTerrenoplano

Terrenoondulado

Terrenomontañoso

Terrenoescarpado

VELOCIDAD DEDISEÑO:

20 8 9 10 12

30 8 9 10 12

40 8 9 10 10

50 8 8 8 8

60 8 8 8 8


35/159

35

3.4 COORDINACIÓN ENTRE EL DISEÑO HORIZONTAL Y DEL DISEÑO VERTICAL

El diseño de los alineamientos horizontal y vertical no debe realizarseindependientemente. Para obtener seguridad, velocidad uniforme, apariencia

agradable y eficiente servicio al tráfico, es necesario coordinar estos alineamientos.(Figura 3.4.1).

La superposición (coincidencia de ubicación) de la curvatura vertical y horizontalgeneralmente da como resultado una carretera más segura y agradable. Cambiossucesivos en el perfil longitudinal no combinados con la curvatura horizontal, puedenconllevar una serie de depresiones no visibles al conductor del vehículo.

No es conveniente comenzar o terminar una curva horizontal cerca de la cresta de unacurva vertical. Esta condición puede resultar insegura especialmente en la noche, si elconductor no reconoce el inicio o final de la curva horizontal. Se mejora la seguridad sila curva horizontal guía a la curva vertical. La curva horizontal debe ser más larga quela curva vertical en ambas direcciones.

Para efectos del drenaje, deben diseñarse las curvas horizontal y vertical de modo queéstas no sean cercanas a la inclinación transversal nula en la transición del peralte.

El diseño horizontal y vertical de una carretera deberá estar coordinado de forma queel usuario pueda circular por ella de manera cómoda y segura. Concretamente, seevitará que circulando a la velocidad de diseño, se produzcan pérdidas visuales detrazado, definida ésta como el efecto que sucede cuando el conductor puede ver, enun determinado instante, dos tramos de carretera, pero no puede ver otro situado entrelos dos anteriores.

Para conseguir una adecuada coordinación de los diseños, se tendrán en cuenta lassiguientes condiciones:

• Los puntos de tangencia de toda curva vertical, en coincidencia con una curvacircular, estarán situados dentro de la zona de curvas de transición (Clotoide) enplanta y lo más alejados del punto de radio infinito o punto de tangencia de la curvade transición con el tramo en recta.

• En tramos donde sea previsible la aparición de hielo, la línea de máxima pendiente(longitudinal, transversal o la de la plataforma) será igual o menor que el diez porciento (10%).


36/159

36


37/159

37

3.5 SECCIÓN TRANSVERSAL

3.5.1 CALZADA

En el diseño de carreteras de muy bajo volumen de tráfico IMDA < 50, la calzadapodrá estar dimensionada para un solo carril. En los demás casos, la calzada sedimensionará para dos carriles.

En el cuadro Nº 3.5.1a, se indican los valores apropiados del ancho de la calzada entramos rectos para cada velocidad directriz en relación al tráfico previsto y a laimportancia de la carretera.

CUADRO Nº 3.5.1.aANCHO MÍNIMO DESEABLE DE LA CALZADA EN TANGENTE(en metros)Tráfico IMDA


38/159

38

La berma situada en la parte superior del peralte tendrá en lo posible una inclinaciónen sentido contrario al peralte igual a 4%, de modo que escurra hacia la cuneta.

La diferencia algebraica entre las pendientes transversales de la berma superior y lacalzada será siempre igual o menor a 7%. Esto significa que cuando la inclinación delperalte es igual a 7%, la sección transversal de la berma será horizontal y cuando elperalte sea mayor a 7%, la berma superior quedará inclinada hacia la calzada con unainclinación igual a la inclinación del peralte menos 7%.

3.5.3 ANCHO DE LA PLATAFORMA

El ancho de la plataforma a rasante terminada resulta de la suma del ancho encalzada y del ancho de las bermas.

La plataforma a nivel de la subrasante tendrá un ancho necesario para recibir sobre ellala capa o capas integrantes del afirmado y la cuneta de drenaje.

3.5.4 PLAZOLETAS

En carreteras de un solo carril con dos sentidos de tránsito, se construirán ensanches enla plataforma, cada 500 m como mínimo para que puedan cruzarse los vehículosopuestos o adelantarse aquellos del mismo sentido.

La ubicación de las plazoletas se fijará de preferencia en los puntos que combinenmejor la visibilidad a lo largo de la carretera con la facilidad de ensanchar laplataforma.

3.5.5 DIMENSIONES EN LOS PASOS INFERIORES

La altura libre deseable sobre la carretera será de por lo menos 5.00 m. En los túneles,la altura libre no será menor de 5.50. (Ver figura 3.5.5.1)

Cuando la carretera pasa debajo de una obra de arte vial, su sección transversalpermanece inalterada y los estribos o pilares de la obra debajo de la cual pasa debenencontrarse fuera de las bermas o de las cunetas eventuales agregándose una sobreberma no menor a 0.50 (1.50 deseable).

3.5.6 TALUDES

Los taludes para las secciones en corte y relleno variarán de acuerdo a la estabilidad

de los terrenos en que están practicados. Las alturas admisibles del talud y suinclinación se determinarán en lo posible, por medio de ensayos y cálculos o tomandoen cuenta la experiencia del comportamiento de los taludes de corte ejecutados enrocas o suelos de naturaleza y características geotécnicas similares que se mantienenestables ante condiciones ambientales semejantes.

Los valores de la inclinación de los taludes en corte y relleno serán de un modoreferencial los indicados en el acápite 5.2 del capítulo 5.

3.5.7 SECCIÓN TRANSVERSAL TÍPICA

La figura 3.5.7.1 ilustra una sección transversal típica de la carretera, a media ladera,que permite observar hacia el lado derecho la estabilización del talud de corte y hacia ellado izquierdo, el talud estable de relleno.


39/159

39

Ambos detalles por separado, grafican en el caso de presentarse en ambos lados, lasituación denominada, en el primer caso carreteras en cortes cerrados, y en elsegundo caso carreteras en relleno.


40/159

40


41/159

41


42/159

42

CC A APPÍÍTTUULLOO 44 HHIIDDRROOLLOOGGÍÍ A A YY DDRREENN A AJJEE

El sistema de drenaje de una carretera tiene esencialmente dos finalidades: a)preservar la estabilidad de la superficie y del cuerpo de la plataforma de la carretera y b)restituir las características de los sistemas de drenaje y/o de conducción de aguas,natural del terreno o artificial, de estructuras, construidas previamente, que seríandañadas o modificadas por la construcción de carretera que, sin un debido cuidado,resultarían causando daños en el medio ambiente, algunos posiblemente irreparables.

Desde estos puntos de vista y de una manera práctica, debe considerarse:

a) En la etapa del planeamiento

Debe aplicarse los siguientes criterios para la localización del eje de la carretera:

1. Evitar en lo posible localizar la carretera en territorios, húmedos o pantanosos;zonas de huaicos mayores; zonas con torrentes de aguas intermitentes; zonascon corrientes de aguas subterráneas y las zonas inestables y/o con taludespronunciadas.

2. Evitar en lo posibles la cercanía a reservorios y cursos de agua existentes,naturales o artificiales, especialmente si son causa de posibles erosiones dela plataforma de la carretera.

b) En la etapa de diseño del sistema de drenaje

1. Mantener al máximo en los taludes, la vegetación natural existente.2. No afectar o reconstruir, perfeccionándolo, el drenaje natural del territorio

(cursos de agua).3. Canalizar el agua superficial proveniente de lluvias sobre la explanación de la

carretera hacia cursos de agua existentes fuera de la carretera evitando quetenga velocidad erosiva.

4. Bajar la napa freática de aguas subterráneas a niveles que no afecten lacarretera.

5. Proteger la carretera contra la erosión de las aguas.

La aplicación de estos criterios lleva al diseño de soluciones de ingeniería que, por su

naturaleza, se agrupan en la forma siguiente:

• Drenaje superficial.• Drenaje subterráneo.


43/159

43

4.1 DRENAJE SUPERFICIAL

4.1.1 CONSIDERACIONES GENERALES

a) Finalidad del drenaje superficial

El drenaje superficial tiene como finalidad alejar las aguas de la carretera para evitar elimpacto negativo de las mismas sobre su estabilidad, durabilidad y transitabilidad.

El adecuado drenaje es esencial para evitar la destrucción total o parcial de unacarretera y reducir los impactos indeseables al ambiente debido a la modificación de laescorrentía a lo largo de éste.

El drenaje superficial comprende:

• La recolección de las aguas procedentes de la plataforma y sus taludes.• La evacuación de las aguas recolectadas hacia cauces naturales.• La restitución de la continuidad de los cauces naturales interceptados por la

carretera.

b) Criterios funcionales

Los elementos del drenaje superficial se elegirán teniendo en cuenta criteriosfuncionales, según se menciona a continuación:

• Las soluciones técnicas disponibles.• La facilidad de su obtención y así como los costos de construcción y

mantenimiento.• Los daños que, eventualmente, producirían los caudales de agua correspondientes

al período de retorno, es decir, los máximos del período de diseño.

Al paso del caudal de diseño, elegido de acuerdo al período de retorno y considerandoel riesgo de obstrucción de los elementos del drenaje, se deberá cumplir las siguientescondiciones:

• En los elementos de drenaje superficial la velocidad del agua será tal que noproduzca daños por erosión ni por sedimentación.

• El máximo nivel de la lámina de agua será tal que siempre se mantenga un bordelibre no menor de 0.10 m.

• No alcanzará la condición de catastróficos los daños materiales a tercerosproducibles por una eventual inundación de zonas aledañas a la carretera, debidoa la sobre elevación del nivel de la corriente en un cauce, provocada por lapresencia de una obra de drenaje transversal.

c) Período de retorno

La selección del caudal de diseño para el cual debe proyectarse un drenaje superficial,está relacionada con la probabilidad o riesgo que ese caudal sea excedido durante elperíodo para el cual se diseña la carretera. En general, se aceptan riesgos más altoscuando los daños probables que se produzcan, en caso de que discurra un caudal

mayor al de diseño, sean menores y los riesgos aceptables deberán ser muypequeños cuando los daños probables sean mayores.


44/159

44

El riesgo o probabilidad de excedencia de una caudal en un intervalo de años, estárelacionado con la frecuencia histórica de su aparición o con el período de retorno.

En el cuadro Nº 4.1.1a se muestran los valores del riesgo de excedencia, del caudalde diseño, durante la vida útil del elemento de drenaje para diversos períodos deretorno.

CUADRO Nº 4.1.1aRIESGO DE EXCEDENCIA (%) DURANTE LA VIDA ÚTIL PARA DIVERSOS PERÍODOS DE

RETORNO Período de

retorno(años)

Años de vida útil

10 20 25 50 100

10 65.13% 87.84% 92.82% 99.48% 99.99%

15 49.84% 74.84% 82.18% 96.82% 99.90%

20 40.13% 64.15% 72.26% 92.31% 99.41%

25 33.52% 55.80% 63.96% 87.01% 98.31%

50 18.29% 33.24% 39.65% 63.58% 86.74%

100 9.56% 18.21% 22.22% 39.50% 63.40%

500 1.98% 3.92% 4.88% 9.3% 18.14%

1000 1.00% 1.98% 2.47% 4.88% 9.52%

10000 0.10% 0.20% 0.25% 0.50% 0.75%

Se recomienda adoptar períodos de retorno no inferiores a 10 años para las cunetas ypara las alcantarillas de alivio. Para las alcantarillas de paso, el período de retorno

aconsejable es de 50 años. Para los pontones y puentes, el período de retorno no serámenor a 100 años. Cuando sea previsible que se produzcan daños catastróficos encaso de que se excedan los caudales de diseño, el período de retorno podrá ser hastade 500 años o más.

En el cuadro Nº 4.1.1b, se indican períodos de retorno aconsejables, según el tipo deobra de drenaje.

CUADRO Nº 4.1.1bPERÍODOS DE RETORNO PARA DISEÑO DE OBRAS DE DRENAJE EN

CARRETERAS DE BAJO VOLUMEN DE TRÁNSITO

TIPO DE OBRA PERÍODO DE RETORNO EN AÑOS

Puentes y pontones 100(mínimo) Alcantarillas de paso y badenes 50

Alcantarilla de alivio 10 – 20

Drenaje de la plataforma 10

d) Riesgo de obstrucción

Las condiciones de funcionamiento de los elementos de drenaje superficial, puedenverses alteradas por su obstrucción debida a cuerpos arrastrados por la corriente.

Entre los elementos del drenaje superficial de la plataforma, el riesgo esespecialmente importante en los sumideros y colectores enterrados debido a la


45/159

45

presencia de basura o sedimentación del material transportado por el agua. Paraevitarlo, se necesita un adecuado diseño, un cierto sobre dimensionamiento y unaeficaz conservación o mantenimiento.

El riesgo de obstrucción de las obras de drenaje transversal (alcantarillas de paso ycursos naturales), fundamentalmente por vegetación arrastrada por la corrientedependerá de las características de los cauces y zonas inundables y puedeclasificarse en las categorías siguientes:

• Riesgo alto: Existe peligro de que la corriente arrastre árboles u objetos detamaño parecido.

• Riesgo medio: Pueden ser arrastradas cañas, arbustos, ramas y objetos dedimensiones similares, en cantidades importantes.

• Riesgo bajo: No es previsible el arrastre de objetos de tamaño en cantidadsuficiente como para obstruir el desagüe.

Si el riesgo fuera alto, se procurará que las obras de drenaje transversal no funcionena sección llena, dejando entre el nivel superior de la superficie del agua y el techo delelemento un borde libre, para el nivel máximo del agua, con un resguardo mínimo de1.5 m, mantenido en una anchura no inferior a 12 m. Si el riesgo fuera medio, las cifrasanteriores podrán reducirse a la mitad. Si estas condiciones no se cumplen, se tendráen cuenta la sobre elevación del nivel del agua que pueda causar una obstrucción,aplicando en los cálculos una reducción a la sección teórica de desagüe. También sepodrá recurrir al diseño de dispositivos para retener al material flotante, aguas arriba ya distancia suficiente. Esto siempre que se garantice el mantenimiento adecuado.

Deberá comprobarse que la carretera no constituya un obstáculo que retenga lasaguas desbordadas de un cauce o conducto de agua y prolongue de forma apreciable

la inundación después de una crecida.

e) Daños debidos a la escorrentía

A efectos del presente manual, únicamente se considerarán como daños a aquellosque no se hubieran producido sin la presencia de la carretera. Es decir a lasdiferencias entre los efectos producidos por el caudal debido a la carretera y de suselementos de drenaje superficial y aquellos que se originaban antes de laconstrucción.

Estos daños pueden clasificarse en las categorías siguientes:

• Los producidos en el propio elemento de drenaje o en su entorno inmediato(sedimentaciones, erosiones, roturas).

• Las interrupciones en el funcionamiento de la carretera o de vías contiguas,debidas a inundación de su plataforma.

• Los daños a la estructura del afirmado, a la plataforma de la carretera o a lasestructuras y obras de arte.

Los daños materiales a terceros por inundación de las zonas aledañas podránconsiderarse catastróficos o no. No dependen del tipo de carretera ni de la circulaciónque esta soporte, sino de su emplazamiento.


46/159

46

e.1) Daños en el elemento de drenaje superficial

Se podrá considerar que la corriente no producirá daños importantes por erosión de lasuperficie del cauce o conducto si su velocidad media no excede de los límites fijadosen el cuadro Nº 4.1.1c en función de la naturaleza de dicha superficie:

CUADRO Nº 4.1.1cVELOCIDAD MÁXIMA DEL AGUA

TIPO DE SUPERFICIE MÁXIMA VELOCIDAD

ADMISIBLE (m/s) Arena fina o limo (poca o ninguna arcilla) 0.20 – 0.60

Arena arcillosa dura, margas duras 0.60 – 0.90

Terreno parcialmente cubierto de vegetación 0.60 – 1.20

Arcilla, grava, pizarras blandas con cubierta

vegetal1.20 – 1.50

Hierba 1.20 – 1.80

Conglomerado, pizarras duras, rocas blandas 1.40 – 2.40

Mampostería, rocas duras 3.00 – 4.50 *

Concreto 4.50 – 6.00 *

* Para flujos de muy corta duración

Si la corriente pudiera conducir materiales en suspensión (limo, arena, etc.), se cuidaráque una reducción de la velocidad del agua no provoque su sedimentación o se

dispondrán depósitos de sedimentación para recogerlas, los cuales deberán ser defácil limpieza y conservarse de forma eficaz.

e.2) Daños no catastróficos a terceros

Donde existan zonas rurales en las que eventualmente terceros sufren daños porinundaciones o similares, deberá cuidarse y comprobarse que la carretera noconstituya un obstáculo que retenga las aguas desbordadas y prolongue de formaapreciable la inundación después del paso de una crecida. Especial atención seprestará a este problema en cauces con márgenes más altos que los terrenoscircundantes y en Ilanuras de inundación.

e.3) Daños catastróficos

Los daños a terceros se considerarán catastróficos cuando ocurra alguna de lascircunstancias siguientes:

• Riesgo de pérdida de vidas humanas o graves daños personales.• Afectaciones a núcleos poblados o industriales.

En los casos en que resulte evidente la ocurrencia de daños, se deberá realizar undetallado análisis de la situación. Si de dicho análisis se dedujera riesgo de dañoscatastróficos se adoptarán las medidas oportunas para evitarlos.


47/159

47

e.4) Beneficios

Todo análisis de las afectaciones a terceros causadas por la presencia de unacarretera incluirá, además de los daños, también eventuales beneficios, debidas a lareducción de niveles de inundación en algunas zonas aguas abajo, o a otras razones.

4.1.2 HIDROLÓGICA Y CÁLCULOS HIDRÁULICOS

Las dimensiones de los elementos del drenaje superficial serán establecidas mediantemétodos teóricos conocidos de acuerdo a las características hidrológicas de la zonapor donde pasa la carretera tomando en cuenta la información pluviométricadisponible.

El método de estimación de los caudales asociados a un período de retorno dependedel tamaño y naturaleza de la cuenca tributaria. Por su naturaleza, representan

manual de carreteras no pavimentadas

Documents