TOPOGRAFIA Y DISEO GEOMETRICO

CONTENIDO

1. OBJETIVO DEL PROYECTO2. UBICACIN

2.1. UBICACIN GEOGRFICA.2.2. UBICACIN POLTICA2.3. PUNTO INICIAL Y PUNTO FINAL DEL TRAZO2.4. INFORMACIN CARTOGRFICA3. TRABAJOS TOPOGRAFICOS

3.1. TRABAJO DE CAMPO DE LA CARRETERA3.2. DISEO Y PROCESAMIENTO DE DATOS EN EL SOFWARE AUTOCAD LAND DESKTOP 2009, AUTOCAD 2010, EXCEL Y WORD4. CONSIDERACIONES GENERALES DEL TRAZO

4.1. TOPOGRAFA Y TRAZADO4.2. SISTEMA DE UNIDADES4.3. SISTEMAS DE REFERENCIA5. TRABAJOS TOPOGRFICOS

5.1. MONUMENTACIN Y MEDICIN DE LA RED BASE POLIGONAL DE APOYO5.2. LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO DE LA FRANJA DE LA CARRETERA5.3. NIVELACIN DE LA RED BASE 5.4. LEVANTAMIENTO DE LOS CAUCES EXISTENTES5.5. REPLANTEO DEL TRAZO GEOMTRICO5.6. MONUMENTACIN Y NIVELACIN DE BMS CADA 500 M.5.7. INVENTARIO DE OBRAS DE DRENAJE EXISTENTES.5.8. LEVANTAMIENTOS MISCELNEOS5.8.1. Elementos y Cmputo de Curvas Horizontales Circulares

5.8.2. Uso de Coordenadas de Referencia al Diseo

5.8.3. Geometra del Alineamiento Vertical

5.8.4. El Perfil Longitudinal

5.8.5. La Pendiente6. CLASIFICACIN DE CARRETERAS Y TIPOS DE OBRA CONSIDERADOS EN EL MANUAL PARA EL DISEO DE CARRETERAS PAVIMENTADAS DE BAJO VOLUMEN DE TRNSITO.

6.1. CLASIFICACIN POR SU FUNCIN6.2. CLASIFICACIN POR EL TIPO DE RELIEVE Y CLIMA6.3. CLASIFICACIN SEGN CONDICIONES OROGRFICAS6.4. DERECHO DE VA O FAJA DE DOMINIO.7. PARMETROS BSICOS CONSIDERADOS PARA EL DISEO7.1. LA VELOCIDAD DE DISEO Y SU RELACIN CON EL COSTO DE LA CARRETERA.- DEFINICIN DE LA VELOCIDAD DE DISEO.7.2. LA SECCIN TRANSVERSAL DE DISEO.7.3. EL IMDA Y DEMANDA.7.4. TIPO DE SUPERFICIE DE RODADURA8. ELEMENTOS DEL DISEO GEOMTRICO

9. DISEO GEOMTRICO

9.1. LA VELOCIDAD DE DISEO SELECCIONADA.9.2. DISTANCIA DE VISIBILIDAD9.2.1. Visibilidad de Parada

9.2.2. Visibilidad de Adelantamiento9.3. ALINEAMIENTO HORIZONTAL9.3.1. Curvas Horizontales

9.3.2. Peralte de la Carretera

9.3.3. Sobre Ancho de la Calzada en Curvas Horizontales

9.4. ALINEAMIENTO VERTICAL

9.4.1. Curvas verticales

9.4.2. Pendiente

9.5. SECCIN TRANSVERSAL

9.5.1. Calzada

9.5.2. Bermas9.5.3. Taludes

9.5.4. Cunetas

9.5.5. Zanjas de coronacin

9.5.6. Alcantarillas de Paso y Alcantarillas de Alivio9.6. VEHICULO DE DISEO

10. CARACTERSTICAS DE DISEO GEOMTRICO10.1. SECCION TIPO DE LA CARRETERA

10.2. SECCIN TPICA DE CUNETA

11. RELACION DE DISEO GEOMETRICO12. ANEXOS12.1. ELEMENTOS DE CURVA HORIZONTAL Y VERTICAL12.2. CUADRO DE COORDENADAS DE LA RED BASE DE APOYO(1)

12.3. RELACION DE BMS

12.4. PANEL FOTOGRAFICO1. TRABAJOS TOPOGRAFICOS

Se efectu previamente el reconocimiento de campo y se programo los trabajos de campo organizndose de la siguiente manera.

1.1. TRABAJO DE CAMPO DE LA CARRETERAEl trabajo de campo se realizo con 03 brigadas de topografa: 01 Responsable de Trazo Vial 03 Topgrafos 03 Asistente Topgrafo

04 Cadistas 14 Porta Prismas

02 Movilidades

Equipos Topogrficos:

Estaciones Totales

Nivel Automtico de Ingeniero

Y sus complementos como son prismas y porta prismas, jalones, Trpodes, Bipodes, mira topogrfica, radios porttiles.

Herramientas:

Arcos de sierra, martillos, combos, picos, lampas, carretillas, brochas, pinceles, cordeles, barretas, winchas de 5 y 50 m.

Materiales de construccin:

Cemento, fierro de construccin, yeso, cinta de seguridad, clavos, alambres, jalones de madera, clavos para calamina, pinturas, thinner.

Desarrollndose las siguientes actividades:

Monumentacin y medicin de la red base poligonal de apoyo

Levantamiento topogrfico de la franja de la carretera

Nivelacin de la red base

Levantamiento de los cauces existentes

Replanteo del trazo geomtrico

Monumentacin y nivelacin de BMs cada 500 m.

Inventario de obras de drenaje existentes.

Levantamientos topogrficos miscelneos

1.2. DISEO Y PROCESAMIENTO DE DATOS EN EL SOFWARE AUTOCAD LAND DESKTOP 2009, AUTOCAD 2010, EXCEL Y WORDProcesamiento de los Trabajos de Campo a Gabinete.Se realiz la descarga de datos topogrficos de campo ledos por las Estaciones Totales como cotas y coordenadas Este, Norte, en formato txt. que luego fueron importados por el Software Autocad Land, procesndose las superficies TIN, para obtener las curvas de nivel, luego se dibujo los alineamientos horizontales, verticales y procesado de secciones transversales considerndose los peraltes y sobre anchos y la seccin tipo y concluir con la obtencin de reas y volmenes de corte y relleno propios del movimiento de tierras; con el Software Autocad se concluyo el procesado de datos plasmndose en planos que proporcionan la interpretacin y comprobacin cualitativa que permitan justificar de forma grfica la solucin adoptada.

Los planos relacionados con el diseo geomtrico de carreteras son: Ubicacin Geogrfica del proyecto.

Plano Clave.

Secciones tipo.

Planta y perfil del Proyecto.

Secciones transversales.2. CONSIDERACIONES GENERALES DEL TRAZOLa localizacin de la ruta entre dos puntos, uno inicial en Cruce Cruz de Flores Km 0+000, y el terminal en Mollebaya Km. 208+680; fueron establecidos como condicin previa, implicando evaluar la franja de terreno cuyas caractersticas topogrficas y factibilidad de uso, permita asentar en ella la carretera que cumpla las condiciones operativas previamente determinadas; para este caso se ha optado tomar como referencia principal la trocha existente.

Existen tramos que fue necesario efectuar variantes cortas para mejorar el trazo geomtrico (Km. 106+300 al Km. 107+800). Para estos casos, se traza en el terreno una lnea de gradiente. Se trata de un alineamiento de direccin variable que tiene la particularidad de descender el terreno, con una pendiente constante para el tramo, elegida o calculada previamente en razn a dos parmetros principales: la altura por salvar y la pendiente mxima promedio aceptable para la carretera.

2.1. TOPOGRAFA Y TRAZADOEl plano topogrfico es la representacin grfica del terreno, de sus accidentes, del sistema hidrogrfico, y de las instalaciones y edificaciones existentes. El levantamiento topogrfico muestra las distancias horizontales y las diferentes cotas o elevaciones de los elementos representados en el plano mediante curvas de nivel, a escalas convenientes para la interpretacin de los planos para la adecuada representacin de la carretera y de las diversas estructuras que lo componen.

En los reconocimientos se ha usado de preferencia las escalas en el rango entre 1:2000 y 1:10000 con curvas de nivel, a intervalos de altura de 1 m. en curvas menores y 5 m. en curvas maestras

El trazo est referido a las coordenadas sealadas en los planos de planta y perfil, mostrando en cada plano las coordenadas referenciales de PIs,

El levantamiento topogrfico result del trabajo ejecutado en una estrecha franja del territorio, a lo largo de la localizacin proyectada para la carretera y su Derecho de Va.

Se ha optado por el procedimiento de trazado indirecto, que consiste en realizar levantamientos topogrficos precisos en una franja amplia del terreno y el trazo del eje se realiz en el gabinete sobre los planos de topografa, o los modelos digitales producto del levantamiento.La topografa se levant por mtodos terrestres con equipos de topografa convencional (equipos electrnicos) de mayor precisin y rapidez.

En todos estos casos, se pudo digitalizar las mediciones, la elaboracin de planos y el cmputo del movimiento de tierras mediante la organizacin de bases de datos y la digitalizacin de los planos del diseo.El proyecto se realiz en gabinete, pudindose estudiar con facilidad las alternativas de trazo y variantes.

El replanteo del trazo y su monumentacin se realiz posteriormente, para lo cual, durante la etapa del levantamiento topogrfico se monumento convenientemente las referencias terrestres de la red de apoyo.

2.2. SISTEMA DE UNIDADESEn todos los trabajos topogrficos se aplic el sistema mtrico decimal. Las medidas angulares se expresan en grados, minutos y segundos sexagesimales.Las medidas de longitud se expresarn en kilmetros (Km.); metros (m); centmetros (cm.) milmetros (mm), segn corresponda.

2.3. SISTEMAS DE REFERENCIAEl sistema de referencia es nico para el proyecto y todos los trabajos topogrficos necesarios para el proyecto estn ligados al sistema UTM WGS-84 y se representan en un plano horizontal (un eje en la direccin Sur Norte y el otro en la direccin Oeste Este); sobre el cual se proyectan ortogonalmente todos los detalles del terreno y el tercer eje corresponde a la elevacin, cuya representacin del terreno se har tanto por curvas de nivel, como por perfiles y secciones transversales.Por lo tanto, el sistema de coordenadas del levantamiento no es el U.T.M. absoluto, sino un sistema de coordenadas planas que est ligado en vrtices al sistema de coordenadas U.T.M. WGS-84. Las cotas o elevaciones estn referidas al nivel medio del mar.

Para ligarlo al sistema UTM del IGN debe tenerse en cuenta que el proyecto est ubicado en la zona 19 y en las Banda K segn la designacin UTM. El elipsoide utilizado es el World Geodetic System 1984 (WGS-84)

Cuadro No 01

Tolerancias para Trabajos de Levantamientos Topogrficos, Replanteos y Estacado

Fase de trabajoToleranciasDistancias

entre hitos

HorizontalVertical

Georeferenciacin1:100 000e = 5*40 Km.

Puntos de control (Polgonos o tringulos)1:10 000e = 120.5 Km.

Puntos del eje, (PC), (PT), puntos en curva y referencias1:5 000 10 mm-.-

Otros puntos del eje 50 mm 10 mm-.-

Alcantarillas, cunetas y estructuras menores 50 mm. 20 mm-.-

Muros de contencin 20 mm. 10 mm.-.-

Lmites para roce y limpieza 500 mm-.--.-

Estacas de subrasante 50 mm.10 mm-.-

Estacas de rasante 50 mm. 10 mm

Estacas de talud 50 mm. 100 mm.

* e = Error relativo en milmetros

K = Distancia en kilmetros3. TRABAJOS TOPOGRFICOSLos trabajos de topografa comprenden las siguientes actividades:

3.1. MONUMENTACIN Y MEDICIN DE LA RED BASE POLIGONAL DE APOYOSe ha estableciendo puntos de control geogrfico mediante coordenadas UTM con una equidistancia aproximada de 50 a 400 m. ubicados a lo largo de la carretera. Los puntos seleccionados estn en lugares cercanos y accesibles y que no sean afectados por las obras o por el trfico vehicular y peatonal. Los puntos estn monumentados en concreto en forma circular con una estaca de fierro y en su parte superior se indica el nmero de punto que permite reconocerlo.

Estos puntos servirn de base para todo el trabajo topogrfico y a ellos estarn referidos los puntos de control y los del replanteo de la va.

Los puntos de control horizontal y vertical que puedan ser afectados por las obras deben ser reubicados en reas en que no sean disturbadas por las operaciones constructivas. Se debern establecer las coordenadas y elevaciones para los puntos reubicados antes que los puntos inciales sean disturbados.

3.2. LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO DE LA FRANJA DE LA CARRETERAEl levantamiento se ejecuto en una estrecha franja del territorio, a lo largo de la localizacin proyectada para de la carretera y su Derecho de Va.

Se ha optado por el procedimiento de trazado indirecto que consiste en realizar levantamientos topogrficos precisos en una franja amplia del terreno y el trazo del eje se realiz en el gabinete sobre los planos de topografa, o los modelos digitales producto del levantamiento.La topografa se levant por mtodos terrestres con equipos de topografa convencional (equipos electrnicos) de mayor precisin y rapidez.

Las secciones transversales del terreno natural estn referidas al eje de la carretera. El espaciamiento entre secciones para todos los casos es de 10 m. en tramos en tangente y de curvas.

Se tomaron puntos de la seccin transversal con la suficiente extensin para que puedan detallarse los taludes de corte y relleno y las obras de drenaje hasta los lmites que se requieran. Las secciones adems tienen lo suficiente para evidenciar la presencia de edificaciones, cultivos, lnea frrea, canales, etc.; que por estar cercanas al trazo de la va podra ser afectada por las obras de la carretera, as como por el desage de las alcantarillas.

3.3. NIVELACIN DE LA RED BASE Se ha nivelado los puntos de apoyo para obtener datos ms precisos del plano vertical, la misma que sirvi para nivelar los BMs de Apoyo, la nivelacin se efectu de ida y vuelta determinando las diferencias de alturas entre cada BM.

3.4. LEVANTAMIENTO DE LOS CAUCES EXISTENTESLos cauces y elementos de drenaje fueron levantados para conocer las condiciones del terreno.Se ha considerado lo siguiente:(1) Levantamiento del perfil del terreno a lo largo del eje del cauce de drenaje que permita apreciar el terreno natural, la lnea de flujo, la seccin de la carretera y el elemento de drenaje. (Algunos casos existentes)

(2) Se ha determinado y definido los puntos necesarios para determinar la longitud de los elementos de drenaje y del tratamiento de sus ingresos y salidas.

3.5. REPLANTEO DEL TRAZO GEOMTRICOPara tomar los datos de campo de la carretera de las otras especialidades de ingeniera, la lnea del eje fue replanteada a partir de los puntos de control. El espaciamiento entre puntos del eje no excede los 40 m. en tangente y en curvas.

El estacado se ha restablecido cuantas veces fue necesario para la ejecucin de cada etapa de los estudios, para lo cual se deben resguardar los puntos de referencia.

3.6. MONUMENTACIN Y NIVELACIN DE BMS CADA 500 M.Se ha establecido puntos de control altimtrico mediante BMs con una equidistancia aproximada de 500 m. ubicados a lo largo de la carretera. Los puntos seleccionados estn en lugares cercanos y accesibles y que no sean afectados por las obras o por el trfico vehicular y peatonal. Los puntos estn monumentados en concreto en forma cuadrada con una estaca de fierro y en su parte superior se indica el nmero de BM que permite reconocerlo.

Estos puntos servirn de base para el control altimtrico cuando se ejecute la obra y el replanteo de la va.

Los puntos de control vertical (BMs) que puedan ser afectados por las obras deben ser reubicados en reas en que no sean disturbadas por las operaciones constructivas. Se debern establecer las elevaciones para los BMs reubicados antes que los puntos inciales sean disturbados.3.7. INVENTARIO DE OBRAS DE DRENAJE EXISTENTES.Se ha realizado un inventario de los cauces y estructuras de drenaje existente para obtener las caractersticas de los mismos, esto servir para conocer el estado actual de todas las estructuras de drenaje (alcantarillas, puentes y pontones)3.8. LEVANTAMIENTOS MISCELNEOSSe efectuaron levantamientos, y obtencin de datos esenciales para la ubicacin, y medicin, entre otros de los siguientes elementos: Zonas de depsitos de desmonte (botaderos)

Zonas de Canteras

Vas que se aproximan a la carretera.

Canales, redes de agua y desage; buzones, postes de red elctrica y otros que puedan ser afectados durante la ejecucin de la obra.

3.8.1. Elementos y Cmputo de Curvas Horizontales Circulares

En el diseo de la curva se conoce la ubicacin del punto de interseccin del alineamiento o del PI, en relacin al estacado progresivo del alineamiento de llegada.Tambin se conoce el azimut de ambas tangentes y, por tanto, el ngulo del alineamiento.Se selecciona el radio de la curva correspondiente a la velocidad de diseo como mnimo; pero de ser posible debe ser mayor a los correspondientes a esa velocidad.

En la figura siguiente se aprecian los siguientes elementos de la curva.

Ejemplo numrico de cmputo de una curva para:

El estacado de la curva resulta como sigue:

3.8.2. Uso de Coordenadas de Referencia al Diseo

El uso de coordenadas de referencia en el levantamiento topogrfico del terreno resulta obligatorio para obtener un cmputo preciso de un alineamiento del eje de la carretera.

La referencia a un sistema de coordenadas debidamente monumentadas, segn la importancia y/o caractersticas del proyecto, es necesario, cualquiera sea el tipo de coordenadas a utilizarse. Las referencias coordenadas de los PI, PC y PT, as como el azimut de la tangente, permiten alcanzar precisin en el diseo y en los replanteos del proyecto, sobre el terreno y evita acumulacin de errores por mnimos que sean.

3.8.3. Geometra del Alineamiento Vertical

a. El Perfil Longitudinal

El perfil longitudinal de la carretera debe ser una lnea continua y los componentes geomtricos del eje en este plano vertical son dos:

La lnea recta inclinada, llamada gradiente o pendiente La curva vertical

Convexa o cresta

Cncava o columpio

b. La Pendiente

La pendiente de una carretera es numricamente el valor del ascenso vertical por cada 100 metros de avance horizontal, se expresa en porcentaje.

4. CLASIFICACIN DE CARRETERAS Y TIPOS DE OBRA CONSIDERADOS EN EL MANUAL PARA EL DISEO DE CARRETERAS PAVIMENTADAS DE BAJO VOLUMEN DE TRNSITO.

Se aplica para el diseo de carreteras con superficies de rodaduras pavimentadas.

La clasificacin de carreteras es como sigue:

4.1. CLASIFICACIN POR SU FUNCINCarreteras de la Red Vial Departamental o Regional.

4.2. CLASIFICACIN POR EL TIPO DE RELIEVE Y CLIMACarreteras en terrenos: planos, ondulados, accidentados y muy accidentados; se ubica en la sierra de las Regiones de Moquegua y Arequipa (lluvia moderada a lluviosa)

4.3. CLASIFICACIN SEGN CONDICIONES OROGRFICAS6.3.1 Carreteras Tipo 1 Permite a los vehculos pesados mantener aproximadamente la misma velocidad que la de los vehculos ligeros. La inclinacin transversal del terreno, normal al eje de la va, es menor o igual a 10%.6.3.2 Carreteras Tipo 2Es la combinacin de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehculos pesados a reducir sus velocidades significativamente por debajo de las velocidades de los vehculos de pasajeros, sin ocasionar que aquellos operen a velocidades sostenidas en rampa por un intervalo de tiempo largo. La inclinacin transversal del terreno, normal al eje de la va, vara entre 10 y 50%.6.3.3 Carreteras Tipo 3Es la combinacin de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehculos pesados a reducir a velocidad sostenida en rampa durante distancias considerables o a intervalos frecuentes. La inclinacin transversal del terreno, normal al eje de la va, vara entre 50 y 100%.6.3.4 Carreteras Tipo 4Es la combinacin de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehculos pesados a operar a menores velocidades sostenidas en rampa que aquellas a las que operan en terreno montaoso, para distancias significativas o a intervalos muy frecuentes. La inclinacin transversal del terreno, normal al eje de la va, es mayor de 100%. (Fuente Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras DG-2001)4.4. DERECHO DE VA O FAJA DE DOMINIO6.4.1 Naturaleza del Derecho de Va

El Derecho de Va comprende el rea de terreno en que se encuentra la carretera y sus obras complementarias, los servicios y zona de seguridad para los usuarios y las previsiones para futuras obras de ensanche y mejoramiento.6.4.2 Dimensionamiento del ancho mnimo del Derecho de Va para Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de Trnsito.El ancho mnimo del Derecho de Va debe considerar la clasificacin funcional de la carretera, fijndose las siguientes dimensiones:Cuadro No. 02

Ancho del Derecho de Va para Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de Trnsito

DescripcinAncho mnimo Absoluto (*)

Carreteras de la Red Vial Nacional16 m *

Carreteras de la Red Vial Departamental o Regional16 m *

Carreteras de la Red Vial Vecinal o Rural16 m *

* 8.00 m a cada lado del eje

(Fuente Manual de Para el Diseo de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de Transito)

5. PARMETROS BSICOS CONSIDERADOS PARA EL DISEOPara alcanzar el objetivo buscado, se evalu y seleccion los siguientes parmetros que define las caractersticas del proyecto, segn se explica a continuacin

La Velocidad de Diseo

La Seccin Transversal de Diseo. El IMD el ndice medio diario anual de trnsito (IMDA) y Demanda.

El Tipo de Superficie de Rodadura.Para el caso del diseo geomtrico consideraremos la Velocidad de Diseo y la Seccin Transversal de Diseo.

5.1. LA VELOCIDAD DE DISEO Y SU RELACIN CON EL COSTO DE LA CARRETERALa velocidad de diseo es muy importante para establecer las caractersticas del trazado en planta, elevacin y seccin transversal de la carretera.Definida la velocidad del diseo para la circulacin del trnsito automotor, se proceder al diseo del eje de la carretera, siguiendo el trazado en planta compuesto por tramos rectos (en tangente) y por tramos de curvas circulares; y similarmente del trazado vertical con tramos en pendiente rectas y con pendientes curvilneas, normalmente parablicas.La velocidad de diseo est igualmente relacionada con el ancho de los carriles de circulacin y, por ende, con la seccin transversal por adoptarse.

La velocidad de diseo es la que establecer las exigencias de distancias de visibilidad en la circulacin y, consecuentemente, de la seguridad de los usuarios de la carretera a lo largo del trazado.

La seleccin de la velocidad de diseo ser una consecuencia de un anlisis tcnico econmico de alternativas de trazado que debern tener en cuenta la orografa del territorio. En territorios planos el trazado puede aceptar altas velocidades a bajo costo de construccin, pero en territorios muy accidentados ser muy costoso mantener una velocidad alta de diseo, porque habra que realizar obras costosas para mantener un trazo seguro. Ello solo podra justificarse si los volmenes de la demanda de trnsito fueran muy altos.En el particular caso del Manual destinado al Diseo de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen del Trnsito, es natural, en consecuencia, que el diseo se adapte en lo posible a las inflexiones del territorio y particularmente la velocidad de diseo deber ser bastante baja cuando se trate de sectores o tramos de orografa ms accidentada.

5.2. LA SECCIN TRANSVERSAL DE DISEOEste acpite se refiere a la seleccin de las dimensiones que debe tener la seccin transversal de la carretera en las secciones rectas (tangente) y los diversos tramos a lo largo de la carretera proyectada.Para dimensionar la seccin transversal, se tendr en cuenta que las carreteras pavimentadas de bajo volumen de trnsito, solo requerirn una calzada de circulacin vehicular con dos carriles, uno para cada sentido.El ancho de la carretera, en la parte superior de la plataforma o corona, podr contener adems de la calzada, un espacio lateral a cada lado para bermas y para la ubicacin de guardavas, muros o muretes de seguridad, seales y cunetas de drenaje.La seccin transversal resultante ser ms amplia en los territorios planos en concordancia con la mayor velocidad del diseo. En territorios ondulados y accidentados, tendr que restringirse lo mximo posible para evitar los altos costos de construccin, particularmente en los trazados a lo largo de caones flanqueados por farallones de roca o de taludes inestables. 7.3 EL IMD EL NDICE MEDIO DIARIO ANUAL DE TRNSITO (IMDA) Y DEMANDA.

El ndice Medio Diario Anual de Transito (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.

En los estudios del trnsito se puede tratar de dos situaciones:

a) Los estudios para carreteras con el trnsito existente podr proyectarse mediante los sistemas convencionales.b) b) Las carreteras requieren de un estudio de desarrollo econmico zonal o regional que lo justifique.

La carretera se disea para un volumen de trnsito que se determina como demanda diaria promedio a servir al final del perodo de diseo.

7.4 TIPOS DE SUPERFICIE DE RODADURA

El manual para el diseo de carreteras pavimentadas de bajo volumen de trnsito considera que bsicamente se utilizarn los tipos de pavimentos siguientes:

a) Carreteras con pavimentos flexibles.a.1 Con capas granulares (sub base y base drenantes) y una superficie bituminosa de espesor variable menor a 25 mm, como son los tratamientos superficiales bicapa y tricapa.

a. 2 Con capas granulares (sub base y base drenantes) y una capa bituminosa de espesor variable mayor a 25 mm, como son las carpetas asflticas en fro y en caliente.

b) Carreteras con pavimentos rgidos.6. ELEMENTOS DEL DISEO GEOMTRICOLos elementos que definen la geometra de la carretera son:

a) La velocidad de diseo seleccionada.

b) La distancia de visibilidades necesarias.

c) La estabilidad de la plataforma de la carretera, de las superficies de rodadura, de los puentes, de las obras de arte y de los taludes.

d) La preservacin del medio ambiente.e) Vehculo de diseo.En la aplicacin de los requerimientos geomtricos que imponen los elementos mencionados, se tiene como resultante el diseo final de un proyecto de carretera o carretera estable y protegida contra las inclemencias del clima y del trnsito.

Para este efecto, el Manual para el Diseo de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de Trnsito considera la manera en que debe resolverse los aspectos de: diseo de la plataforma de la carretera; estabilidad de la carretera y de los taludes inestables, preservacin del ambiente, seguridad vial, y diseo propiamente, incluyendo los estudios bsicos necesarios, tales como: topografa, geologa, suelos, canteras e hidrologa, que permiten dar un sustento al proyecto.

Para el buen Diseo de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de Trnsito se consideran claves las siguientes prcticas:

Limitar al mnimo indispensable el ancho de la carretera para restringir el rea alterada.

Evitar la alteracin de los patrones naturales de drenaje.

Proporcionar drenaje superficial adecuado.

Proporcionar adecuado drenaje de las capas del pavimento.

Evitar terrenos escarpados con taludes de ms de 60%.

Evitar problemas tales como zonas inundadas o inestables.

Mantener una distancia de separacin adecuada con los riachuelos y optimizar el nmero de cruces de cursos de agua.

Minimizar el nmero de contactos entre la carretera y las corrientes de agua.

Disear los cruces de quebradas y ros con la suficiente capacidad y proteccin de las mrgenes contra la erosin permitiendo, de ser el caso, el paso de peces en todas las etapas de su vida.

Evitar la constriccin del ancho activo de los riachuelos, ros y cursos de agua (ancho con el caudal mximo).

Conseguir una superficie de rodadura de la carretera estable y con materiales fsicamente sanos.

Instalar obras de subdrenaje donde se necesite, identificando los lugares activos durante la estacin de lluvias.

Reducir la erosin colocando cubiertas vegetales o fsicas sobre el terreno en cortes, terraplenes, salidas de drenajes y cualquier zona expuesta a corrientes de agua.

Usar ngulos de talud estables en cortes y rellenos.

Usar medidas de estabilizacin de taludes, de estructuras y de obras de drenaje, conforme se necesiten y sea econmicamente seleccionada.

Aplicar tcnicas especiales al cruzar terrenos agrcolas, zonas ribereas y cuando se tienen que controlar las quebradas.

Proporcionar un mantenimiento debidamente planeado y programado.

Cerrar o poner fuera de servicio las carreteras que no se usen o cuando ya no se necesiten.7. DISEO GEOMTRICO

Los datos a considerar para el diseo se basaron en el Manual para el Diseo de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de Trnsito.Lo no estipulado en el Manual para el Diseo de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de Trnsito, complementariamente se aplica el Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras (DG-2001) del MTC.

9.1 La Velocidad de Diseo Seleccionada.

Para el estudio de la Carretera se est considerando varias velocidades de diseo teniendo en cuenta la orografa del terreno.En terrenos planos la velocidad mxima es de 60km/h., en terrenos muy accidentados la velocidad mxima es de 30 Km/h. y considerando el manual entonces es natural, en consecuencia, que el diseo se adapte en lo posible a las inflexiones del territorio y particularmente la velocidad de diseo deber ser bastante baja cuando se trate de sectores o tramos de orografa ms accidentada; en consecuencia, las Velocidades adoptadas son las siguientes: 30 Km/h., 40 Km/h, 50 km/h y 60 km/h. en concordancia con el Cuadro No. 03 adjunto.CLASIFICACINSUPERIORPRIMERA CLASESEGUNDA CLASETERCERA CLASE

TRAFICO VEH/DIA (1)> 40004000 - 20012000-400< 400

CARACTERSTICASAP (2)MCDCDCDC

OROGRAFA TIPO12341234123412341234

VELOCIDAD DE DISEO:

30 KPH

40 KPH

50 KPH

60 KPH

70 KPH

80 KPH

90 KPH

100 KPH

110 KPH

120 KPH

130 KPH

140 KPH

150 KPH

AP: Autopista

MC: Carretera Multicarril o Dual (dos calzadas)

DC: Carretera De Dos Carriles

(Fuente Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras DG-2001)9.1.1 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.

9.2 DISTANCIA DE VISIBILIDADDistancia de visibilidad es la longitud continua hacia adelante de la carretera, que es visible al conductor del vehculo para poder ejecutar con seguridad las diversas maniobras a que se vea obligado o que decida efectuar. En diseo se consideran tres distancias de visibilidad:(a) Visibilidad de Parada.

(b) Visibilidad de Adelantamiento.

(c) Visibilidad para Cruzar una Carretera.9.2.1 Visibilidad de Parada

Distancia de visibilidad de parada es la longitud mnima requerida para que se detenga un vehculo que viaja a la velocidad directriz, antes de que alcance un objeto que se encuentra en su trayectoria.

Para efecto de la determinacin de la visibilidad de parada se considera que el objetivo inmvil tenga una altura de 0.60 m y que los ojos del conductor se ubique a 1.10 m por encima de la rasante de la carretera.

Para el Proyecto consideramos los valores para la velocidad directriz de 60 Km/h.

Cuadro No. 04

Distancia de visibilidad de Parada (metros)

(Fuente Manual de Para el Diseo de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de Transito)

La pendiente ejerce influencia sobre la distancia de parada. sta influencia tiene importancia prctica para valores de la pendiente de subida o bajada iguales o mayores a 6% y para velocidades directrices mayores de 70 Km. /hora.

9.2.2 Visibilidad de Adelantamiento

Distancia de Visibilidad de Adelantamiento (Paso) es la mnima distancia que debe ser visible a fin de facultar al conductor del vehculo a sobrepasar a otro vehculo que viaja a velocidad 15 Km./h menor, con comodidad y seguridad, sin causar alteracin en la velocidad de un tercer vehculo que viaja en sentido contrario a la velocidad directriz, y que se hace visible cuando se ha iniciado la maniobra de sobrepaso. Para efecto de la determinacin de la distancia de visibilidad de adelantamiento se considera que la altura del vehculo que viaja en sentido contrario es de 1.20 m y que la del ojo del conductor del vehculo que realiza la maniobra de adelantamiento es 1.10 m.

La visibilidad de adelantamiento debe asegurarse para la mayor longitud posible de la carretera cuando no existen impedimentos impuestos por el terreno y que se reflejan, por lo tanto, en el costo de construccin.

La distancia de visibilidad de adelantamiento a adoptarse vara con la velocidad directriz tal como se muestra en el siguiente cuadro:

Se ha optado por considerar las distancias enmarcadas segn el Cuadro No. 05.Cuadro No. 05

Distancia de Visibilidad de Adelantamiento

(Fuente Manual de Para el Diseo de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de Transito)

9.3. ALINEAMIENTO HORIZONTAL

El alineamiento horizontal deber permitir la circulacin ininterrumpida de los vehculos, tratando de conservar la misma velocidad directriz en la mayor longitud de carretera que sea posible.

El alineamiento carretero se har tan directo como sea conveniente adecundose a las condiciones del relieve y minimizando dentro de lo razonable el nmero de cambios de direccin. El trazado en planta de un tramo carretero est compuesto de la adecuada sucesin de rectas (tangentes), curvas circulares y curvas de transicin.

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

Los radios mnimos, calculados bajo el criterio de seguridad ante el deslizamiento transversal del vehculo estn, dados en funcin a la velocidad directriz, a la friccin transversal, al peralte mximo aceptable y al vehculo de diseo. En el alineamiento horizontal desarrollado para una velocidad directriz determinada, debe evitarse el empleo de curvas con radio mnimo. En general, se deber tratar de usar curvas de radio amplio, reservndose el empleo de radios mnimos para las condiciones ms crticas.

Deber buscarse un alineamiento horizontal homogneo, en el cual tangentes y curvas se suceden armnicamente. Se restringir en lo posible el empleo de tangentes excesivamente largas con el fin de evitar el encandilamiento nocturno prolongado y la fatiga de los conductores durante el da.

Al trmino de tangentes largas donde es muy probable que las velocidades de aproximacin de los vehculos sean mayores que la velocidad directriz, las curvas horizontales tendrn radios de curvatura razonablemente amplios.

Deber evitarse pasar bruscamente de una zona de curvas de grandes radios a otra de radios marcadamente menores. Deber pasarse en forma gradual, intercalando entre una zona y otra, curvas de radio de valor decreciente, antes de alcanzar el radio mnimo.

Los cambios repentinos en la velocidad de diseo a lo largo de una carretera debern ser evitados. En lo posible estos cambios se efectuarn en decrementos o incrementos de 15 Km. /h.

No se requiere curva horizontal para pequeos ngulos de deflexin. En el siguiente cuadro se muestran los ngulos de inflexin mximos para los cuales no es requerida la curva horizontal.

Cuadro No. 06

ngulos de Deflexin Mximos para los que no se requiere Curva Horizontal

(Fuente Manual de Para el Diseo de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de Transito)9.3.1. Curvas Horizontales

El mnimo radio de curvatura es un valor lmite que est dado en funcin del valor mximo del peralte y del factor mximo de friccin, para una velocidad directriz determinada.En el Cuadro No. 07 se muestran los radios mnimos y los peraltes mximos elegibles para cada velocidad directriz.

En el alineamiento horizontal de un tramo carretero diseado para una velocidad directriz, un radio mnimo y un peralte mximo, como parmetros bsicos, debe evitarse el empleo de curvas de radio mnimo. En general, se deber tratar de usar curvas de radio amplio, reservando el empleo de radios mnimos para las condiciones ms crticas.

Cuadro No. 07

Radios Mnimos y Peraltes Mximos

(Fuente Manual de Para el Diseo de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de Transito)a. Curvas Compuestas

Salvo el caso de intersecciones a nivel de intercambios y de curvas de vuelta, en general, se evitar el empleo de curvas compuestas, tratando de reemplazarlas por una sola curva.

En casos excepcionales podrn usarse curvas compuestas o curvas poli cntricas de tres centros. En tal caso, el radio de una no ser mayor que 1.5 veces el radio de la otra.

b. Curvas de VueltaLa Figura No. 01 ilustra un caso general en que las alineaciones de entrada y salida de la curva de vuelta presentan una configuracin compleja. En la prctica, ambas ramas pueden ser alineaciones rectas con slo una curva de enlace intermedia. Segn sea el desarrollo de la curva de vuelta propiamente tal, estas alineaciones podrn ser paralelas entre s, divergentes, etc.

La curva de vuelta propiamente tal quedar definida por dos arcos circulares correspondientes al radio interior "Ri" y exterior "Re".

Los valores posibles para Ri y Re. Segn los vehculos tipo que se prevean, se indican en el Cuadro No. 08.

Figura No. 01

Curva de Vuelta

Cuadro No. 08

Radio Exterior Mnimo correspondiente a un Radio interior adoptado

Radio interior Ri (m)Radio Exterior Mnimo Re (m). segn maniobra prevista

T2S2C2C2+C2

6,014,0015,7517,50

7,014,5016,5018,25

8,015,2517,2519,00

10,016,75 *18,7520,50

12,018,25 *20,5022,25

15,021,00 *23,2524,75

20,026,00 *28,0029,25

* La Tabla considera un ancho de calzada en recta de 6m., en caso de que ella sea superior, Re deber aumentarse consecuentemente hasta que Re - Ri = Ancho Normal Calzada.

(Fuente Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras DG-2001)9.3.2. Peralte de la Carretera

Se denomina peralte a la sobre elevacin de la parte exterior de un tramo de la carretera en curva con relacin a la parte interior del mismo. Con el fin de contrarrestar la accin de la fuerza centrfuga, las curvas horizontales deben ser peraltadas.

El peralte mximo tendr como valor mximo normal 8% y para velocidades directrices iguales o mayores a 40 Km./h como valor excepcional 10%. En casos extremos podra justificarse un peralte mximo alrededor de 12% en cuyo caso deber considerarse un incremento en el ancho de cada carril para evitar que los camiones que circulan en un sentido invadan el carril de sentido contrario.

Figura No. 02

Relacin del Peralte, Radio y Velocidad Especfica de las Normas DG 2001 considerada para el diseo

(Fuente Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras DG-2001)