diseo geometrico de Carreteras
DISEO GEOMETRICO DE CARRETERASDOCENTE: ING. LINO OLASCUAGA
CRUZADOIng. Civil CIP. 84640CARRETERADefinicin.- 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..CARRETERA ASFALTADA
2. ALCANCES DE LOS ESTUDIOSUn 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:2. 1.- Estudio de Trnsito, Capacidad y
Niveles de ServicioDebe 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.2.2 Estudio de SealizacinSe 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.
SEALIZACION HORIZONTAL Y VERTICAL
SEALIZACION HORIZONTAL Y VERTICAL
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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:
2.9.- Diseo Geomtrico.
Diseo Geomtrico de Carreteras. 1.- Aspectos FundamentalesEn 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.
CRITERIOS DE DISEOEl 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.
CRITERIOS DE DISEOSeguridad. 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.
CRITERIOS DE DISEOComodidad. 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.
CRITERIOS DE DISEOFuncionalidad. 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.
CRITERIOS DE DISEOEntorno. 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.
CRITERIOS DE DISEOEconoma. 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.
CRITERIOS DE DISEOEsttica. 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.
CRITERIOS DE DISEOElasticidad. 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
FACTORES DE DISEOLos 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:
FACTORES DE DISEOLos 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:
FACTORES DE DISEOLas 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
ambientalesLos 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 peatonesTrfico de ciclistasLa seguridad
vial
FACTORES DE DISEOInternos. 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
cuentaLas caractersticas de los vehculosLos efectos operacionales
de la geometraLas caractersticas del trficoLas capacidades de las
vas
2.- SISTEMAS Y CLASIFICACIN DE CARRETERAS EN EL PERPresenta 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
2.1- CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA DEMANDA
2.2.1 AUTOPISTA DE PRIMERA CLASESon 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 CLASESon 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.).
2.2- CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA DEMANDA
2.2.3 CARRETERAS DE 2DA. CLASESon 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 CLASESon 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.
2.2- CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA DEMANDA
2.1.4 Trochas CarrozablesSon 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.
2.2- CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA OROGRAFIA
2.2.1 CARRETERAS TERRENO PLANO TIPO 1Tiene 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 2Tiene 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.
2.3- CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA OROGRAFIA
2.2.3 CARRETERAS TERRENO ACCIDENTADO TIPO 3Tiene 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 4Tiene 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.
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.
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.
SELECION DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZLa 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.
SELECION DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ
SELECION DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZLa 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.
VARIACIONES DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZLos 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..
4. CARACTERISTICAS DE LOS VEHCULOSEn 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...
4. CARACTERISTICAS DE LOS VEHCULOSEl 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.
4. CARACTERISTICAS DE LOS VEHCULOSA continuacin se establece la
metodologa para el estudio de la demanda detrnsito:Pf = P0
(1+Tc)nDonde:Pf : trnsito final.P0 : trnsito inicial (ao base).Tc :
tasa de crecimiento anual por tipo de vehculo.N : ao a
estimarse..
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.
DIMENSIONES VEHCULOS PESADOSLas 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.
DIMENSIONES VEHCULOS PESADOS
NOCIONES SOBRE TRAZADO DE CARRETERASEn 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.
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.
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
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:
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).
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.
2. EVALUACIN DE RUTAS.
3. TRAZADO LNEA DE CEROSEn 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.
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.
3. TABLA DE PENDIENTES 303.01
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.
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 escalaI :
Pendiente.
3. TRAZADO LNEA DE CEROS
METODOS DE DISEO1. 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 DIRECTOEs ejecutado
Directamente en el campo, los caminos de herradura en algunos casos
sirven como base para el trazo inicial. 3.- METODO DIRECTOEs cuando
se usa la combinacin de los 2 mtodos anteriormente descritos.
METODOS DE DISEOVENTAJAS 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.
DISEO EN PLANTA1. ALINEAMIENTO HORIZONTALEl 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.
DISEO EN PLANTAEn 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:
DISEO EN PLANTAEn carreteras de calzadas separadasEl 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.
DISEO EN PLANTA2. CONSIDERACIONES DE DISEOSe presenta aqu
algunos aspectos fundamentales que habrn de considerarse en el
diseo del alineamiento, considerando su fluidez y apariencia
general:
DISEO EN PLANTALos 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.
DISEO EN PLANTANo 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..
DISEO EN PLANTAAunque 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.
DISEO EN PLANTA3. TRAMOS EN TANGENTEA 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.
DISEO EN PLANTA
DISEO EN PLANTASiendo: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)
DISEO EN PLANTAElementos 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.
DISEO EN PLANTAEn 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.
DISEO EN PLANTA
DISEO EN PLANTAElementos 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.
DISEO EN PLANTARadios Mnimos AbsolutosLos 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
DISEO EN PLANTA
DISEO EN PLANTA
Curvas
CompuestasTA=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
Ejemplo 01Con los siguientes datos Calcular los elementos de
CurvaA-PI1 = 320mI1=3030PI1-PI2 = 450m I2=2810PI2-PI3 = 350m
I3=3210PI3-PI4 = 280mVD=40KMR1=180m, R2 220m, R3=150mA=1+200
Ejemplo 02Con los siguientes datos Calcular los elementos de
CurvaA-PI1 = 320mI1=3050PI1-PI2 = 450m I2=5020PI2-PI3 =
350mVD=50KMR1=180m, R2 220m, R3=150mA=1+200
DISEO EN ELEVACION2. CURVAS VERTICALESEl 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
DISEO EN ELEVACIONNecesidad de Curvas VerticalesLos 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 >
VSiendo:L : Longitud de la curva (m)V : Velocidad Directriz
(Kph).
CURVAS VERTICALES
DISEO EN ELEVACIONFormulas para el Calculo Curvas
VerticalesSimetricasE=LxA/800Y=X2xA/200L X
