Trazado de vias para estudios independientes

EL TRAZADO

INTRODUCCION• Definidas las rutas alternativas y fijados los criterios de diseño, se buscará una combinación de alineamientos rectos y curvos que se adapten al terreno.

• Para proyectar se adapta una línea o eje. Respecto del cual los demás elementos son referenciados .

• Durante el trazado el problema planimétrico se resuelve casi íntegramente y el altimétrico parcialmente.

SISTEMA DE PRESENTACION• El estudio inicial se hace sobre planos o fotografías. Debe anotarse en él la información necesaria (poblaciones, suelos, drenajes, puntos obligados, etc.).

• Generalmente la vía se designa con tramos cuyo nombre lo dan los pueblos que une. Sobre el plano se trazan líneas tentativas, en lo posible lo más ajustado que se pueda a la pendiente natural.

• Se debe hacer reconocimiento de campo sobre las alternativas (terrestre o aéreo). Los antiguos caminos o de herradura pueden ser una buena guía, pero no deben limitar el trazado.

• No debe olvidarse que el camino es tridimensional. Se puede representar en una maqueta.

• Por cuestiones prácticas, se adapta un sistema de planos compuestos (planimetría, altimetría).

• Programas gráficos de computador que facilitan visualizar el proyecto.

• Los errores en el trazado comprometen todo el proyecto (la solución a los errores suelen ser costosa, p.e. variantes). Por tanto, requiere investigación y dedicación.

TIPOS DE TERRENOPlano:• La pendiente inferior a la máxima. La línea recta es

una alternativa. Sin embargo no se debe exagerar con tangentes muy largas pues produce problemas de somnolencia y tedio. El trazado ha de ser indiferente, sin ser monótono. Donde haya protuberancias el trazado ha de ser esquivo

Ondulado:• Pendiente ligeramente inferior a lo máxima teniéndose

sucesivas ondulaciones. Difícilmente las tangentes son muy largas. Se requiere trazado con sucesivas curvas bordeando los cerros. Suelen aprovecharse los cerros bajos y los valles. El trazado ha de ser sumiso, ceñido al terreno

Montañoso:• La pendiente es superior a la máxima permitida.

Imposible seguir la línea recta. Se prefiere trazar en la cumbre de los cerros, ya que requiere menos obras de drenaje, que bordeándolos en las partes bajas. El trazado es valiente

Escarpado:

• Máximo movimiento de tierra. El trazado ha de ser resignado

POLIGONALES DE ESTUDIO• Se define poligonal del trazado.

• A partir de las coordenadas de los puntos de inflexión se estiman longitudes, azimutes y ángulos de deflexión.

• verificar cumplimiento de condiciones de pendientes.

FACTORES O CONTROLESA. Controles de diseño:Tránsito y características de los vehículos. Determinan ancho de calzado, alineamientos, pendientes, uso, pavimentos.

B. Controles de localización o de paso:1. Controles de paso: Llamados primarios u obligados. Son sitios obligados (extremos e intermedios) y son establecidos en la planificación. Obedecen a criterios políticos.

2. Controles de paso secundario o de paso conveniente. Son aleatorios, accidentales. Pueden ser naturales y artificiales.

a. Controles naturales• Topografía: Es el factor natural mas importante. Afecta la localización y los elementos de vía.

• Condiciones Geológicas. Crítico especialmente en zonas de montañas.

• Condiciones climatológicas: Pueden decidir la localización sobre un valle o una ladera.

• Tipo de suelo: Se deben evitar los suelos muy malos, al igual que los muy buenos (rocas).

• Agua superficial y subterránea.• Cursos de agua: Se deben cruzar en sitios estables.

• Drenaje: Procurar no alterar el escurrimiento natural. Desarrollar trazado cerca de las divisorias de agua.

• Fuentes de materiales.• Orientación Geográfica.• Altura sobre el nivel del mar.• Aspectos ambientales.

b. Controles Artificiales• Uso del suelo. Influye en el trazado ya sea por costos en expropiaciones o por el valor social o histórico del bien afectado.

• Factores sociopolíticos. Que pueden determinar la conveniencia o no de una cierta alternativa.

En síntesis, la topografía en zona montañosa y el uso del suelo en zona plana son los factores más incidentes en la ubicación de un camino y las características del trazado.

ETAPAS DEL TRAZADORecopilación de antecedentes. Búsqueda de información existente sobre:– Cartografía y fotografías aéreas– Clima– Hidrografía– Geología– Topografía.– Servicios públicos.– Características socioeconómicas de la zona de estudio.

Trazados tentativos. Sobre los planos y fotografías aéreas se realizaran trazados preliminares.

Reconocimiento. Se debe efectuar reconocimientos aéreos o a pie de la zona de los trazados que permita verificar la bondad y corrección de los trazados preliminares, permitiendo descartar o modificar algunos de los trazados.

Evaluación de los trazados.Trazado definitivo, escogiendo el mejor de los trazados, que es ajustado a una poligonal y sobre el cual se realizará el estudio de factibilidad.

Velocidad de diseño Vd (km /h) Tipo de carretera

Tipo de terreno 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Plano Carretera principal O ndulado de dos calzadas M ontañoso

Escarpado Plano

Carretera principal O ndulado de una calzada M ontañoso

Escarpado Plano

Carretera secundaria O ndulado M ontañoso

Escarpado Plano

Carretera terciaria O ndulado M ontañoso Escarpado

Acorde con la velocidad de proyecto se escoge una pendiente de diseño para el trazado (pendiente gobernadora) . Es usual escoger una pendiente del 5%

Con ella se define la “línea de pendiente” o “línea de ceros”

Tipo de Carretera

Tipo de Terreno

VELOCIDAD DE DISEÑO (Km/h)

30 40 50 60 70 80 90 10011

012

0

Carretera Principal

de dos calzadas

PlanoOnduladoMontañosoEscarpado

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----

----

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-567

4566

3456

3456

345-

Carretera Principal de una calzada


----

----

----

-688

5678

4577

456-

34--

----

----

Carretera Secundaria


---15

-111514

7101413

7101312

7912-

68--

----

----

----

----

Carretera Terciaria


-111416

7111315

7101314

710--

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Pendientes máximas según tipo de carretera (Invías)

• La separación entre curvas de nivel en la línea de ceros es función de la escala del plano, la separación vertical entre curvas de nivel y la pendiente gobernadora.

• Siguiendo la forma del terreno, la pendiente máxima posible o estimada (PME)que los une se determina dibujando una línea estimada de menor recorrido que se encuentre próxima a la línea por trazar.

• Se comparará la PME con la máxima permitida (PMP). Si aquella fuera mayor, se escogerá la PMP para el trazado. En caso contrario se escogerá la PME.

ASPECTOS A CONSIDERAR EN LA EVALUACION

• Impactos en usuarios directos: costos de operación, tiempo de viaje, accidentalidad, comodidad.

• Impactos en usuarios indirectos: costo de terrenos, expropiaciones, costos durante la construcción, impactos ambientales y sociales.

• Impactos en no usuarios: empresas de transporte, empresarios inmuebles, consumidores, comunidades afectas

• Impactos en administración: costos de construcción, conservación y explotación, costos administrativos y financieros.

DOCUMENTACIÓN DEL TRAZADO• Planos. Planimetría general (a escala no menor de 1:25000) y perfil, detalles.

• Memoria descriptiva. Incluyendo aspectos como el tipo de región, la descripción de los puntos principales, descripción de trazados y su análisis, velocidad directriz y pendiente máxima.

• Antecedentes y anexos. Se anexará toda la información complementaria que sea importante: planos, datos generales, fotografías aéreas, etc.

• Presupuesto. Conviene realizar un estimativo, más bien conservador, del presupuesto de las obras previstas y las inversiones que significará la adquisición de terrenos. La estimación de las obras se realizará por kilómetro.

Trazado de una línea de pendiente(Tomado de Cárdenas & Hernández)

Trazado de una línea de pendiente uniforme a partir de un origen sin especificar destino.(Tomado de Cárdenas & Hernández)

Trazado de la pendiente máxima estimada PME entre dos puntos(Tomado de Cárdenas & Hernández)

Trazado de una línea de pendiente (ceros) cuando la PME es mayor que la pendiente máxima permitida (PMP)(Tomado de Cárdenas & Hernández)

Poligonal ajustada al trazado(Tomado de Cárdenas & Hernández)

Buenas prácticas en el trazado



Ejemplo 1 (Tomado de Carciente)

• Si desea unir D con C. Preferiblemente pasando por A. Las laderas del nor-este son mas convenientes.

• Por cuestiones prácticas, se comienza en C. Con una pendiente máxima deseable de 5%.Sin embargo, no se alcanza a empalmar con A, sino con D.

• Si se sigue el trazado a A, se llega a E; allí hay un giro fuerte. Siguiendo la pendiente el trazado llega a H y a C. Aunque se cumple requisito de pendiente, es muy largo.

• Necesita dos obras de arte.• Bajando de C al sur, se llega a J. Cruzar lo quebrado allí requiere un enorme relleno o un costado puente. Se hace un giro que resulta antinatural para cruzar aguas arriba.

• Esta ruta requiere 2 alcantarillas y un puente.

Ejemplo 2• El problema consiste en unir D con C. Preferiblemente por A, la pendiente de enlace resulta ser 5%.

• Las estribaciones del nor-este son mas suaves, pero onduladas. Partiendo de C por el nor-oeste, no es posible llegar a A con el 5%, debido a lo abrupto del talud. La topografía es muy mala en G. En Y hay una hondonada opuesta al trazado, requiriendo fuerte relleno.

• El trazado es poco satisfactorio, requiriendo 8 alcantarillas. Trazando hacia el sur se llegó con el 5% a H, donde no se puede seguir.

• Se intenta hacia J (0.6%). Desde allí con el 5%, se llega a K, donde hay un giro brusco para cruzar el arrollo. Este trazado es mas largo pero mas conveniente.

• Otra alternativa es C-P-M-D que tiene mejor alineamiento que la anterior y requiere menos excavación, aunque es mas larga.

Ejemplo 3• Se hay llegado a A con un corte de 2m. Se requiere

llegar a H. Se tiene como punto de control C, (donde se permite un relleno de 4m) y el lomo PDEF. Entre A y C hay varias opciones. La mas directa es AMC. Pero hay un precipicio en M. ANC es mas suave, pero la mas larga.

• ABC es mas conveniente y se cumplen los requisitos de pendiente.

• En el lomo PDEF se complica el trazado. F es el punto mas bajo, pero alarga el trazado, requiere una curva muy cerrada y rellenos fuertes a cada lado (las secciones son en media ladera).

• Ascendiendo con pendiente máxima 5%, se llega a D, pero también requiere una curva y corte profundo en D.

• El trazado en E, con una pendiente mas suave (3.5%), requiriendo menos corte, lo que la hace mas ventajosa.

• Si el diseño es para alta velocidad, se requiere el túnel en P, O efectuar un fuerte corte en ese punto.

• Desde G hacia H, hay varias rutas. GRH es la mas corta pero atraviesa una ladera muy inclinada. GJH es mas suave, en terreno fácil pero muy larga. GKH, aunque de pendiente variada y mas fuerte, cae en terreno fácil y es mas conveniente y corta.

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