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• Julio Martinez

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DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE CURSO

PROYECTO DE CARRETERAS

2.-INTRODUCUCION 2.1.1.- Funciones de las carreteras

Una carretera o ruta es una vía de dominio y uso público, proyectada y construida fundamentalmente para la circulación de vehículos automóviles. Existen diversos tipos de carreteras, aunque coloquialmente se usa el término carretera para definir a la carretera convencional que puede estar conectada, a través de accesos, a las propiedades colindantes, diferenciándolas de otro tipo de carreteras, las autovías y autopistas, que no pueden tener pasos y cruces al mismo nivel. Las carreteras se distinguen de un simple camino porque están especialmente concebidas para la circulación de vehículos de transporte. Una de las grandes impulsadoras de la evolución vial fue la civilización romana, dejando hasta hoy (y aún en buenas condiciones) una vasta red de carreteras. En España fue en el siglo XVIII, concretamente en 1759 y durante el reinado de Fernando VI, cuando se creó la figura del "peón caminero". Situado a pie de camino, era el encargado de cuidar del estado de la carretera en cada legua, unidad de distancia equivalente a unos cinco kilómetros y medio.

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

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En las áreas urbanas las carreteras divergen a través de la ciudad y se les llama calles teniendo un papel doble como vía de acceso y ruta. La economía y la sociedad dependen fuertemente de unas carreteras eficientes. En la Unión Europea el 44% de todos los productos son movidos por camiones y el 85% de los viajeros se mueven en autobús o en coche.

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2.1.2.- Redes Viaria. 2.1.2.1.- Red Viaria

Red viaria: Parámetros de diseño en planta y perfil longitudinal Criterios generales Debe precisarse, en primer lugar, que el trazado en planta y el perfil longitudinal, así como la sección transversal, no son sino representaciones parciales, instrumentos metodológicos, para describir un objeto único: la configuración física de la vía y su encaje en el entorno. Y, en ese sentido, la distinción que en esta Instrucción se hace entre las distintas visiones y elementos del proyecto de una vía no debe animar a su definición por separado, por el contrario, el proyecto de una vía debe abordarse globalmente, concibiendo armónicamente el conjunto de sus elementos físicos y la forma de integración de estos en el suelo y ambiente circundante. Dado que la mayor parte de la red viaria del municipio de Madrid discurre por ambientes urbanos o suburbanos, en la determinación del trazado en planta y del perfil longitudinal debe procurarse una óptima integración de sus elementos en

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ese entorno, tanto desde un punto de vista funcional, como estético o ambiental. En la definición del trazado y el perfil, el objetivo principal a tener en cuenta será la satisfacción de las funciones que esta Instrucción asocia a cada tipo de vía (Ficha 3-1), ajustadas a las características concretas del entorno en que se ubica. Además se atenderán especialmente los siguientes aspectos: Reducción de la contaminación acústica Muy especialmente, la generación de ruido por el tráfico automóvil y su impacto en el entorno urbano dependen en gran medida de la configuración física de las vías y, particularmente, de su trazado y perfil, ya que ambos inciden: sobre la velocidad de circulación, cuyo aumento provoca mayores emisiones sonoras; sobre las condiciones de trabajo de los motores, otro de los factores que inciden en la generación sónica (marchas cortas en pendientes elevadas, frenadas en cambios de inclinación y curvas, etc); o sobre la trasmisión del ruido, que depende en gran medida de la localización concreta del foco emisor respecto al terreno natural y del aprovechamiento de barreras naturales (construcción en trinchera, etc). A este respecto, se considera que la mejor manera de garantizar el cumplimiento de los niveles sonoros que normativa específica exige en las diversas áreas urbanas (Capt. 3 Título 5 de las Normas Urbanísticas) es utilizar unos trazados y perfiles

longitudinales

que

sean

capaces,

por

sí

solos,

de

reducir

significativamente el impacto sonoro de la vía, lo que implica considerar esta reducción como un objetivo concreto del proyecto. Particularmente, en la definición del trazado en planta, deberá prestarse especial atención al cumplimiento de las distancias mínimas, entre los distintos tipos de vías y los usos permitidos en sus bordes, establecidas las citadas Normas Urbanísticas, sobre todo cuando existan edificios construidos previamente al proyecto de la vía. En cualquier caso, para el desarrollo detallado de los proyectos en aquellos aspectos relativos al ruido se remite al lector a la Ficha 10.2, dedicada a "Acondicionamientos frente al ruido", así como a las NN.UU. del PGOUM. Diseño en planta En general, en las vías urbanas, se tenderá a diseñar trazados compuestos básicamente por tramos rectos, articulados por las intersecciones, en las que se

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resolverán, en su caso, los cambios de alineación, evitándose así las curvas, elemento característico de las carreteras en áreas rurales, pero con más difícil encaje en las urbanas (necesidad de peraltes, irregularidad de parcelas, etc). No obstante, una buena integración paisajística de la vía y la reducción del costo del movimiento de tierras animan a adaptar las vías a la topografía. El proyectista tiene que tratar de conjugar ambas exigencias. En general, los tramos rectos se consideran más adecuados para vías urbanas de gran intensidad de circulación que no tienen control de accesos, es decir, las urbanas y distritales, mientras resultan menos adecuados para las vías de rango metropolitano, en las que no existen intersecciones a nivel para absorber los cambios de alineación, y la red local. Particularmente, una cierta adaptación a la topografía y la introducción de tramos curvos para reducir la velocidad en la red local se considera muy conveniente. Pendientes Con respecto a la pendiente, sus efectos sobre la circulación automóvil en vías urbanas son similares a los que produce en las carreteras en campo abierto, aunque, en general, los manuales suelen aumentar los valores usualmente utilizados en carreteras, debido a la menor presencia de pesados y a la menor longitud de los tramos inclinados. Sin embargo, la pendiente no sólo influye en la velocidad de la circulación rodada, sino que afecta directamente a la generación de ruido (por obligar a revolucionar los motores), a la estética urbana (dificultando la yuxtaposición de edificios de cierto tamaño, por ejemplo) y a la comodidad del movimiento de peatones, en general limitado a las aceras, y muy especialmente al de aquellos con minusvalías motoras. Por todo ello, y aunque en esta Instrucción se establecen pendientes máximas para cada tipo de vías, debe ser objetivo del proyectista reducir las pendientes al mínimo, dentro de lo que una buena integración en la topografía permita en cada situación concreta. Aunque en campo abierto, mejoran la seguridad de circulación en las curvas y permiten reducir su radio, en áreas urbanas los peraltes deben utilizarse con precaución porque pueden dificultar un adecuado encaje físico de la vía en el entorno y animar a mayores velocidades de las convenientes. Por ello, salvo en

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las vías de rango metropolitano, en las que se usarán sin más limitaciones que las técnicas, o en los tramos de vías de rango urbano sin accesos directos, en las que podrán puntualmente ser de utilidad, en el resto, y particularmente en el viario local, deberá evaluarse expresamente sus posibles impactos negativos y aplicarse sólo excepcionalmente. 2.1.2.2.- Red Viaria Urbana

+ Concepto La red viaria urbana se clasifica atendiendo a la categoría de tráfico que circula por ella y a las funciones de acceso a las áreas colindantes, esto se hace para conseguir un aumento de la capacidad y la seguridad, reduciendo en la mayoría de los casos el impacto ambiental al concentrar movimientos con características similares en las infraestructuras adecuadas, en definitiva lo que se pretende es adaptar el viario a un tipo de tráfico homogéneo. Los grupos en los que se clasifica la red viaria urbana son: 

Vías primarias: diseñadas para canalizar los movimientos de larga distancia. Cumplen condiciones de conexión-distribución de los vehículos que acceden a la ciudad o la atraviesan sin detenerse. Forman parte de un itinerario más amplio de características urbanas o metropolitanas. Suelen tener control total o parcial de accesos. Todas las carreteras de la Red del Estado pertenecen a la clasificación de Vías Primarias.

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Vías colectoras: admiten funciones de distribución de tráficos urbanos e interurbanos hasta la red local. Se trata de viario intermedio, a menudo sin continuidad en itinerarios más amplios. Los movimientos urbanos son predominantes y determinan el diseño de la vía.



Vías locales: constituidas principalmente por aquellas vías donde la función principal es la de acceso a los usos ubicados en los márgenes. En las vías locales, los movimientos de larga distancia son de muy pequeña importancia frente al tráfico urbano y, dentro de éste, los movimientos de paso son minoritarios frente a los movimientos de acceso a las actividades ubicadas en las márgenes de la vía. 2.1.2.3 .- Red viaria Interurbana

Red viaria interurbana Comprende el conjunto de vías rodadas exteriores al perímetro urbano que cumplan una función primordial de relación en la estructura municipal, con la red viaria general del país y con la general urbana. Incluye las autopistas, autovías interiores y exteriores (D-0), las carreteras nacionales (D-I), las carreteras comarcales (D-II), las carreteras locales (D-III) y las carreteras vecinales (D-IV). Condiciones particulares del uso de la red viaria interurbana

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1. EL régimen general de usos y edificaciones de estas vías vendrá determinado por las Normas de la Diputación Foral de Alava y, subsidiariamente, por la Ley General de Carreteras y sus desarrollos reglamentarios. 2. A estos efectos el Plan General recoge en las series de planos B-3-1: Sistemas Generales y Calificación Global y B-3-2-A y C: Alineaciones y Calificación Pormenorizada la clasificación de cada uno de los elementos de esta red según la clasificación de Policía de Carreteras de la Dirección General de Carreteras de la Diputación Foral y de la propia Ley General de Carreteras; asimismo se ha grafiado en dichas series la línea de edificación correspondiente a cada vía según la Ley General de Carreteras. 3. Los usos de estaciones de servicio, aparcamientos de descanso, etc. propias del servicio directo al uso característico de estas vías se regulan por la Ley General de Carreteras y requerirán la autorización de la Diputación Foral. Se localizarán siempre dentro de la zona de servidumbre definida por la precitada Ley General de Carreteras. 4. Los usos de áreas de estacionamiento complejas, con estaciones de servicio, hoteles, restaurantes, etc. requerirán la autorización de la Diputación Foral de Alava para la redacción y tramitación del correspondiente Plan Especial ante el Ayuntamiento de Vitoria-Gasteiz.

2.1.2.4.- Red vial Nacional 2.1.2.4.1.- Red Vial Fundamental (RVF)

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La Red Vial Fundamental tiene una extensión de 16.054,35 km y se encuentran a lo largo de todo el país. La conforman cinco corredores principales: Este – Oeste, Norte – Sur, Oeste – Norte, Oeste – Sur y Central – Sur. El propósito de estos corredores es el de vincular el territorio nacional e integrar a la población boliviana; pero esencialmente impulsar a través de éstos el desarrollo económico, social y productivo de todas y cada una de las regiones bolivianas. La Red Vial Fundamental (RVF) forma parte del Sistema Nacional de Carreteras y está bajo la responsabilidad de la Administradora Boliviana de Carreteras (ABC). El Artículo 2º del Decreto Supremo Nº 25134 establece que las rutas que conforman la RVF son aquellas que vinculan las capitales políticas de los departamentos; permiten la vinculación internacional, conectando las carreteras nacionales con las rutas principales de los países limítrofes; conectan dos o más carreteras y cumplen con las condiciones de protección ambiental establecidas en la normativa nacional.

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2.1.2.4.2 Redes Departamentales.

Distancias en Rutas

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Mapas Carreteros

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Rutas de la A - C Rutas de la D - M Rutas de la N - R Rutas de la S - Z Rutas General

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Mapa red Vial Cochabamba Mapa red vial Chuquisaca Mapa red vial Santa Cruz Mapa red vial La Paz Mapa red vial Potosí Mapa red vial Pando Mapa red vial Tarija Mapa red vial Oruro Mapa red vial Beni

MAPA RED VIAL COCHABAMBA

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COCHABAMBA - MIZQUE - AIQUILE COCHABAMBA 0 0 Punata 4848 Arani 7 55 Mizque 93148 AIQUILE Cruce a 34182 Sucre/Sta.Cruz COCHABAMBA - EPIZANA - AIQUILE COCHABAMBA

0

0

Epizana Cruce a Sta.Cruz

130

130

Totora Mizque AIQUILE

14 43

144 187

34

221

Cruce

Sucre/Sta.Cruz COCHABAMBA - ORURO COCHABAMBA Quillacollo Suticollo

0 0 15 15 13 28

Parotani

13 41

Pongo Confital Lequepalca Caihuasi Cruce a La Paz Paria ORURO

52 27 55 14 18 21

93 120 175 189 207 228

COCHABAMBA-COMARAPA-STA.CRUZ COCHABAMBA 0 0 Tolata 31 31

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COCHABAMBA - LA PAZ COCHABAMBA 0 0 Quillacollo 15 15 Suticollo 13 28 Parotani 13 41 Pongo

52 93

Confital Lequepalca Caihuasi Cruce

27 120 55 175 a

Oruro Caracollo Cruce a

14 189

21 Oruro Panduro 31 Sica Sica 36 Patacamaya Cruce 22 a Tambo Q. Ayo Ayo 20 Calamarca 24 Pocohata 17 LA PAZ 43

210 241 277 299 319 343 360 403

COCHABAMBA - CHAPARE STA.CRUZ COCHABAMBA Sacaba Aguirre Colomi Corani Villa Tunari Chimore Ichilo San German Yapacani

0 11 30 5 15 96 67 61 28 24

0 11 41 46 61 157 224 285 313 337

CURSO: 8vo Semestre.

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San Benito Chaco Monte Punko Epizana Cruce a Sucre Pojo Comarapa Palizada Cruce a Sucre Mataral Agua Clara Los Negros

8 22 57 12 62 77 25 40 4 4

39 61 118 130 192 269 294 334 338 342

Yerba Buena

15

357

Mairana Samaipata Achira Cuevas

20 17 10 10

377 394 404 414

Bermejo

20

434

Angostura Puente Taruma Jorochito Limoncito El Torno San Jose

20 13 6 4 5 7

454 467 473 477 482 489

La Guardia

6

495

La Tranca Cruce Yacuiba

6

501

SANTA CRUZ

13

514

COCHABAMBA - MIZQUE - STA.CRUZ COCHABAMBA

0 0

Punata 4848 Arani 7 55 Mizque 93148 Aiquile Cruce a Santa Cruz 34182 Saipina 51233 Pulquina 24257 Palizada Cruce a 5 262 Cochabamba Mataral 40302 Agua Clara 4 306 Los Negros 4 310

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Puente Yapacani Santa Fe Yapacani San Carlos Buena Vista Portachuelo Guabira Montero Warnes SANTA CRUZ

6 4 8 12 31 15 4 23 27

343 347 355 367 398 413 417 440 467

COCHABAMBA - MIZQUE SUCRE COCHABAMBA Punata Arani Mizque Aiquile Cruce

0 48 7 93 a

Santa Cruz Quiroga Puente Arce Chuquichuqui Mojotoro SUCRE

0 48 55 148

34 182 29 24 38 22 35

211 235 273 295 330

COCHABAMBA - EPIZANA SUCRE COCHABAMBA Epizana Cruce Sta.Cruz Totora Mizque Aiquile Cruce Santa Cruz Quiroga Puente Arce Chuquichuqui Mojotoro SUCRE COCHABAMBA QUEMADO COCHABAMBA Quillacollo Suticollo

0 0 a13 130 0 14 144 43 187 a 34 221 29 24 38 22 35 -

250 274 312 334 369

TAMBO 0 0 15 15 13 28

CURSO: 8vo Semestre.

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Yerba Buena Mairana Samaipata Achira

15325 20345 17362 10372

Cuevas

10382

Bermejo

20402

Angostura Puente Taruma

20422 13435

Jorochito

6 441

Limoncito El Torno

4 445 5 450

San Jose

7 457

La Guardia 6 463 La Tranca Cruce a Yacuiba 6 469 SANTA CRUZ 13482

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Parotani Pongo Confital Lequepalca Caihuasi Cruce

13 52 27 40 a

Oruro Caracollo Cruce a

41 93 120 160

14 174

17 Oruro Panduro 31 Sica Sica 36 Patacamaya Cruce 22 a La Paz Cañaviri 17 Puerto Japones 39 Curaguara de 50 Carangas Ojsani 40 Sajama 38 TAMBO QUEMADO 33

191 222 258 280 297 336 386 426 464 497

MAPA RED VIAL CHUQUISACA

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

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SUCRE - EPIZANA -

SUCRE - POTOSI SUCRE Yotala Puente Mendez Millares Betanzos

0 17 33 9 61

0 17 50 59 120

Negro Tambo

22

142

POTOSI

26

168

SUCRE - TAMBO QUEMADO

COCHABAMBA SUCRE 0 0 Mojotoro 35 35 Chuquichuqui 22 57 Puente Arce 38 95 Quiroga 24 119 Aiquile Cruce a 29 148 Santa Cruz Mizque 34 182 Totora 43 225 Epizana Cruce a 14 239 Santa Cruz COCHABAMBA 130369

SUCRE Yotala

0 17

0 17

Puente Mendez

33

50

Millares Betanzos

9 61

59 120

Negro Tambo

22

142

POTOSI Tarapaya

26 23

168 191

Yocalla

23

214

a

Ventilla Thola Palca

64 29

278 307

Cochabamba Saipina 51199 Pulquina 24223 Palizada

Challapata

65

372

Cruce

Huancane Pazña Poopo Machacamarca Machacamarquit

25 14 25 24 5

397 411 436 460 465

Cochabamba Mataral Agua Clara Los Negros Yerba Buena Mairana

MATERIA: CARRETERAS II

SUCRE

-

SAIPINA -

SANTA CRUZ SUCRE 0 0 Mojotoro 3535 Chuquichuqu 2257 i Puente Arce 3895 Quiroga 24119 Aiquile Cruce 29148

a5 228 40268 4 272 4 276 15291 20311

CURSO: 8vo Semestre.

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a Vinto 22 ORURO 5 Caracollo Cruce 37 a Cochabamba Panduro 31 Sica Sica 36 Patacamaya 22 Cruce a La Paz Cañaviri 17 Puerto Japones 39 Curaguara de 50 Carangas Ojsani 40 Sajama 38 TAMBO QUEMADO

33

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487 492

Samaipata Achira

17328 10338

529

Cuevas

10348

560 596

Bermejo Angostura Puente

20368 20388

618

13401

635 674

Taruma Jorochito Limoncito

724

El Torno

764 802

San Jose 7 423 La Guardia 6 429 La Tranca

835

Cruce

6 407 4 411 5 416

a6 435

Yacuiba SANTA CRUZ 13448

MAPA RED VIAL LA PAZ

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

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LA PAZ - DESAGUADERO LA PAZ 0 Laja 20 Tiawanacu 53 Guaqui 15 DESAGUADERO

0 20 73 88

25 113

LA PAZ - COBIJA LA PAZ Cotapata Yolosa Santa Barbara Chorro Caranavi Bella Vista Sapecho Quilquibey Yucumo Rurrenabaque Tumupasa Ixiamas Alto Madidi Puerto Heath

0 0 48 48 37 85 7 92 28 120 36 156 54 210 14 224 53 277 42 319 102421 50 471 50 521 89 610 158768

Chive

38 806

Boyuyo Filadelfia Porvenir COBIJA

100906 34 940 18 958 35 993

LA PAZ - ORURO LA PAZ Pocohata

0 0 43 43

MATERIA: CARRETERAS II

PROYECTO DE CURSO

LA PAZ - COCHABAMBA LA PAZ 0 Pocohata 43 Calamarca 17 Ayo Ayo 24 Patacamaya Cruce a 20 Tambo Q. Sica Sica 22 Panduro 36 Caracollo Cruce a Oruro 31 Caihuasi Cruce a Oruro 21 Lequepalca 14 Confital 55 Pongo 27 Parotani 52 Suticollo 13 Quillacollo 13 COCHABAMBA 15

0 43 60 84 104 126 162 193 214 228 283 310 362 375 388 403

LA PAZ - TAMBO QUEMADO LA PAZ 0 0 Pocohata 43 43 Calamarca 17 60 Ayo Ayo 24 84 Patacamaya Cruce a 20 104 Oruro Cañaviri 17 121 Puerto Japones 39 160 Curaguara de Carangas 50 210 Ojsani 40 250 Sajama 38 288 TAMBO QUEMADO 33 321

CURSO: 8vo Semestre.

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Calamarca Ayo Ayo Patacamaya Tambo Q. Sica Sica Panduro Caracollo

PROYECTO DE CURSO

17 60 24 84 Cruce

a

20 104 22 126 36 162

Cruce

Cochabamba ORURO

a

31 193 37 230

MAPA RED VIAL POTOSI

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

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MATERIA: CARRETERAS II

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CURSO: 8vo Semestre.

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POTOSI - ORURO POTOSI

0

Tarapaya

23 23

Yocalla Ventilla

23 46 64 110

Thola Palca

29 139

Challapata Huancane Pazña Poopo Machacamarca Machacamarquita Vinto ORURO

65 25 14 25 24 5 22 5

0

204 229 243 268 292 297 319 324

POTOSI - CAMARGO-TARIJA POTOSI 0 0 Kucho Ingenio Cruce a 38 38 Villazon Tora Palca 31 69 Otavi 18 87 Padcaya 37 124 Camargo 62 186 Palca Grande Cruce a 13 199 Cotagaita Villa Avecia 30 229 Las Carreras 26 255 El Puente Cruce a Tupiza 5 260 Iscayachi Cruce a 55 315 Villazon TARIJA

MATERIA: CARRETERAS II

69 384

PROYECTO DE CURSO

POTOSI - TUPIZA - VILLAZON POTOSI 0 0 Kucho Ingenio Cruce a 38 38 Tarija Vitichi 53 91 Tumusla 39 130 Cotagaita Cruce a 47 177 Camargo Tornillos Cruce a Tarija 65 242 Tupiza 20 262 Moraya 46 308 Mojo 12 320 Tajo Cruce a Tarija 9 329 VILLAZON 24 353 POTOSI - TAMBO QUEMADO POTOSI 0 0 Tarapaya 23 23 Yocalla 23 46 Ventilla

64 110

Thola Palca Challapata Huancane Pazña

29 65 25 14

Poopo

25 268

Machacamarca Machacamarquita Vinto

24 292 5 297 22 319

ORURO

5

Caracollo Cochabamba Panduro

Cruce

a

139 204 229 243

324

37 361 31 392

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

POTOSI - SUCRE POTOSI

0

0

Negro Tambo Betanzos Millares Puente Mendez Yotala SUCRE

26 22 61 9 33 17

26 48 109 118 151 168

PROYECTO DE CURSO

Sica Sica 36 Patacamaya Cruce a La 22 Paz Cañaviri 17 Puerto Japones 39 Curaguara de Carangas 50 Ojsani 40 Sajama 38 TAMBO QUEMADO 33

428 450 467 506 556 596 634 667

MAPA RED VIAL PANDO

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CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

COBIJA - LA PAZ COBIJA Porvenir Filadelfia Boyuyo Chive Puerto Heath Alto Madidi Ixiamas Tumupasa Rurrenabaque Yucumo Quilquibey Sapecho Bella Vista Caranavi Chorro Santa Barbara Yolosa Cotapata LA PAZ

PROYECTO DE CURSO

0 0 35 35 18 53 34 87 100187 38 225 158383 89 472 50 522 50 572 102674 42 716 53 769 14 783 54 837 36 873 28 901 7 908 37 945 48 993

MAPA RED VIAL TARIJA

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

TARIJA - VILLAZON TARIJA

0

0

Iscayachi Cruce a Potosi 69 69 Yunchara Tojo Tajo Cruce a Tupiza

43 112 18 130 33 163

VILLAZON

24 187

TARIJA - YACUIBA TARIJA Santa Ana

0 0 15 15

Narvaez

62 77

MATERIA: CARRETERAS II

PROYECTO DE CURSO

TARIJA - CAMARGO - POTOSI TARIJA 0 0 Iscayachi Cruce a 69 69 Villazon El Puente Cruce a Tupiza 55 124 Las Carreras 5 129 Villa Avecia 26 155 Palca Grande Cruce a 30 185 Cotagaita Camargo 13 198 Padcaya 62 260 Otavi 37 297 Tora Palca 18 315 Kucho Ingenio Cruce a 31 346 Villazon

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

Entre Rios Cañadas Palos Blancos Sanandita

26 41 36 32

Carapari

24 236

Campo Pajoso Cruce a Sta.Cruz YACUIBA

103 144 180 212

POTOSI

38 384

TARIJA - TAMBO QUEMADO TARIJA 0 0 Iscayachi Cruce a 69 69 Villazon

23 259

El Puente Cruce a Tupiza 55 124

13 272

180 212 236

Las Carreras 5 Villa Avecia 26 Palca Grande Cruce a 30 Cotagaita Camargo 13 Padcaya 62 Otavi 37 Tora Palca 18 Kucho Ingenio Cruce a 31 Villazon POTOSI 38 Tarapaya 23 Yocalla 23

259

Ventilla

64 494

307 356 452 471 490 516 520 549 582

Thola Palca Challapata Huancane Pazña Poopo Machacamarca Machacamarquita Vinto ORURO Caracollo Cruce

29 65 25 14 25 24 5 22 5

523 588 613 627 652 676 681 703 708

37 Cochabamba Panduro 31 Sica Sica 36 Patacamaya Cruce a La 22 Paz Cañaviri 17 Puerto Japones 39 Curaguara de Carangas 50 Ojsani 40 Sajama 38 TAMBO QUEMADO 33

745

TARIJA - SANTA CRUZ TARIJA Santa Ana Narvaez Entre Rios

0 15 62 26

Cañadas

41 144

Palos Blancos 36 Sanandita 32 Carapari 24 Campo Pajoso Cruce a 23 Yacuiba Pampa Grande 48 Villamontes 49 Boyuibe 96 Ivicuati 19 Salinas 19 Camiri 26 Choreti 4 Ipati - Cruce a Sucre 29 Herradura 33

0 15 77 103

Gutierrez

10 592

Ipita Tatarenda

9 601 30 631

Abapo

35 666

Cabezas 20 Rio Seco 14 Mora 26 Basilio 31 Pedro Lorenzo 27 La Tranca - Cruce a10

MATERIA: CARRETERAS II

PROYECTO DE CURSO

686 700 726 757 784 794

a

129 155 185 198 260 297 315 346 384 407 430

776 812 834 851 890 940 980 1018 1051

CURSO: 8vo Semestre.

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Cbba SANTA CRUZ

13 807

TARIJA - BERMEJO TARIJA Concepcion Padcaya La Merced La Mamora Emborozu Guadacaya Los Pozos BERMEJO

0 26 23 27 21 22 10 56 24

PROYECTO DE CURSO

0 26 49 76 97 119 129 185 209

MAPA RED VIAL ORURO

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

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ORURO - LA PAZ

MATERIA: CARRETERAS II

PROYECTO DE CURSO

ORURO - COCHABAMBA

CURSO: 8vo Semestre.

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ORURO Caracollo

0

ORURO

0

37 37

Paria

21 21

31 68 36 104

Caihuasi Cruce a La Paz 18 39 Lequepalca 14 53

22 126

Confital

55 108

20 24 17 43

146 170 187 230

Pongo Parotani Suticollo Quillacollo COCHABAMBA

27 52 13 13 15

ORURO - POTOSI ORURO Vinto

0 5

0 5

Machacamarquita

22 27

Machacamarca Poopo

5 32 24 56

Pazña

25 81

Huancane Challapata Thola Palca Ventilla Yocalla Tarapaya POTOSI

14 25 65 29 64 23 23

ORURO - TAMBO QUEMADO ORURO 0 0 Caracollo Cruce a 37 37 Cochabamba Panduro 31 68 Sica Sica 36 104 Patacamaya Cruce a La 22 126 Paz Cañaviri 17 143 Puerto Japones 39 182 Curaguara de Carangas 50 232 Ojsani 40 272 Sajama 38 310 TAMBO QUEMADO 33 343

Cruce

Cochabamba Panduro Sica Sica Patacamaya Cruce Tambo Q. Ayo Ayo Calamarca Pocohata LA PAZ

a

a

0

PROYECTO DE CURSO

95 120 185 214 278 301 324

0

135 187 200 213 228

MAPA RED VIAL BENI

MATERIA: CARRETERAS II

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TRINIDAD-SAN

RAMON-SANTA

CRUZ TRINIDAD Villa Banzer Toquio Tarija Cancha Puente Caimanes Puente San Pablo

MATERIA: CARRETERAS II

PROYECTO DE CURSO

0 62 7 60 4 3

0 62 69 129 133 136

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Cerro Chico Santa Maria Ascencion

PROYECTO DE CURSO

31 167 41 208 de

39 Guarayos Yotau 38 El Puente 22 La Victoria 22 La Senda 12 Quiser 11 San Ramon 18 Casarabe 30 Los Troncos 23 Lorena 41 Pailon Cruce a Puerto 32 Suarez Pailas 7 Cotoca 24 Santa Cruz 18

247 285 307 329 341 352 370 400 423 464 496 503 527 545

2.1.2.4.3 Redes Municipales. Bajo la responsabilidad de los Municipios o Alcaldías •

Caminos alimentados por la red departamental

•

Vinculan poblaciones rurales, comunidades a centros de producción entre capitales de provincia

Una carretera-vehículo que pasa a través del territorio de la ciudad y es un elemento integral de la red de la ciudad de las carreteras y calles, también, un camino que conecta la ciudad con áreas funcionalmente relacionados. A diferencia de las calles, un camino municipal pasa a través de las áreas en general, libre de estructuras artificiales. In accordance with the classification system adopted in the USSR for streets and roads in populated areas, these roads are called either highways or local access roads. De acuerdo con el sistema de clasificación adoptado en la URSS por las calles y carreteras en zonas pobladas, estos caminos son llamados ya sea carreteras o caminos de acceso local. Highways are direct links between urban areas, large industrial regions outside

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PROYECTO DE CURSO

cities, and motor vehicle roads that constitute the national networks. Las carreteras son enlaces directos entre las zonas urbanas, las grandes regiones industriales fuera de las ciudades y las carreteras de vehículos de motor que constituyen las redes nacionales. Local access roads are intended to connect industrial enterprises and warehouses with main streets and roads. Caminos de acceso local tienen la intención de conectar las empresas industriales y de almacenes con las principales calles y carreteras. Special roads for freight transport are being planned that will bypass residential areas, hospitals, schools, sports complexes, and so on. Caminos especiales para el transporte de mercancías se prevé que pasará por alto las zonas residenciales, hospitales, escuelas, complejos deportivos, etc. In addition, so-called park roads are being built to provide access to recreational areas. Además, los llamados caminos del parque se están construyendo para dar acceso a zonas de ocio. 2.1.3 Clasificación de las Carreteras 1.- Por su competencia -

Carreteras Nacionales Carreteras Departamentales Carreteras Municipales

2.-Por su característica -

Autopistas Autovías Carreteras Convencionales Multiviales

3.-Por su función social 4.-Por su penetración económica 5.-Por el tipo de terreno 6.-Por su transitabilidad 7.-Por su función 2.1.3.1 Carreteras de Integración Nacional

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Las carreteras de integración Nacional básicamente están destinadas a unir entre si países, pueden ser construidas de acuerdo a la disponibilidad económica y a la necesidad del transporte 2.1.3.2 Carreteras de Función Social Obras en que las consecuencias de invertir se manifiestan en el campo social, por lo que la zona servida por la carretera puede ser de baja potencialidad económica pero de alta concentración social. El sistema de evaluación se lo realiza mediante la relación del monto de la inversión y el número de habitantes.

2.1.3.3 Carreteras de Penetración Económica Obras en las que el impacto principal se manifiesta en la incorporación de la zona potencialmente productiva al desarrollo nacional, en consecuencia los beneficios que produce esta carretera se manifiestan en la disminución de costos de transporte costos de circulación de vehículos, disminución del tiempo de recorrido la evaluación se la realiza mediante la relación:

IP = Índice de Productividad xia = Volumen de producción del bien i en el año a Pi = Precio del bien i C = Costo de la construcción vial

Índice de Rentabilidad

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2.1.3.4 Carreteras para Zonas en pleno Desarrollo Son aquellas que se construyen con el fin de proporcionar el desarrollo de zonas por su ubicación y condiciones particulares son susceptibles para la creación de grandes centros industriales estas obras se ubican en zonas en las que ya existen las vías de comunicación necesarias para prestar el servicio de transporte y las cuales se desean mejorar o sustituir.

2.1.3.5 Clasificación de Carreteras según su Superficie de Rodadura -

Primer Orden: También llamada carretera Principal, son aquellas vías troncales

de

alto

tráfico

que

conectan

poblaciones

importantes.

PAVIMENTADAS TP6, TP5, TP4 -

Segundo Orden: También llamadas carreteras Secundarias, se caracterizan por ser de menor tránsito y conectan poblaciones medias.PAVIMENTADASAFIRMADAS TM3,TM4, TL2

-

Tercer Orden: También llamadas carreteras Terciarias, estas comunican Municipios y son de menor tránsito.VEREDAS TL2, TL1

2.1.3.6

Autopistas.

Cumplen las siguientes condiciones: - a) Están proyectadas, construidas y señalizadas exclusivamente para la circulación de vehículos automóviles. - b) No tienen acceso las propiedades colindantes. - c) No cruzan ni son cruzadas a nivel por ninguna otra vía. - d) Tienen calzadas distintas para cada sentido de circulación, separadas por una franja de terreno. Se señalizan con las señales verticales S-1 y S-2, respectivamente para el principio y fin 2.1.3.7 Autovías

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Como las autopistas, están destinadas exclusivamente a la circulación de vehículos automóviles (aunque se permita en ellas la circulación de bicicletas por el arcén si éste es adecuado), y no cruzan ni son cruzadas a nivel por otras vías. Sin embargo, no cumplen todas las condiciones mencionadas para las autopistas: - a) Hay limitación de accesos a las propiedades colindantes, pero puede haberlos. - b) Tienen calzadas separadas para cada sentido de circulación, pero esa separación puede ser muy estrecha (una barrera de seguridad, por ejemplo). Se señalizan con las señales verticales S-1a y S-2a, respectivamente para el principio y fin. 2.2

TOPOGRAFÍA APLICADA A CARRETERAS

2.2.1 Concepto de topografía Es la ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones de puntos sobre la superficie de la tierra, por medio de medidas según los 3 elementos del espacio. Estos elementos pueden ser: dos distancias y una elevación, o una distancia, una dirección y una elevación. Para distancias y elevaciones se emplean unidades de longitud (en sistema métrico decimal), y para direcciones se emplean unidades de arco. (Grados sexagesimales) El conjunto de operaciones necesarias para determinar las posiciones de puntos y posteriormente su representación en un plano es lo que se llama comúnmente "Levantamiento". La mayor parte de los levantamientos, tienen por objeto el cálculo de superficies y volúmenes, y la representación de las medidas tomadas en le campo mediante

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perfiles y planos, por lo cual estos trabajos también se consideran dentro de la topografía.

2.2.2 Topografía en Carreteras La topografía es la ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones de puntos, sobre la superficie de la tierra, por medio de medidas según los tres elementos del espacio que son el largo, alto y ancho. La topografía generalmente afecta a los alineamientos, pendientes, secciones transversales, etc., por lo cual las colinas, valles, ríos, lagos y zonas de terreno inestables imponen limitaciones en el trazado y son, por consiguiente, determinantes durante el estudio de rutas. El trazado, diseño y localización de una carretera están altamente influenciados por la topografía, características geológicas, y uso de las tierras atravesadas, factores que intervienen de una manera predominante en la selección de las rutas. -

Los levantamientos Topográficos Se efectúan con el fin de obtener los datos del terreno necesarios para la elaboración de planos o cartas topográficas.

-

Las Cartas Geográficas son elaboradas por el IGM con escalas 1:250.000, 1:50.000 1:25.000.

2.3

PARÁMETROS

PARA

EL

TRAZADO

Y

LOCALIZACION

DE

CARRETERAS 2.3.1 Etapas para el trazado y localización de carreteras 1. Reconocimiento o Exploración 2. Trazado Ante preliminar

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3. Trazado preliminar 4. Proyecto 5.

Localización y replanteo

2.3.1.1 Reconocimiento o Exploración Se entiende por ruta, la franja de terreno de ancho variable entre dos puntos obligados, dentro de la cual es factible hacer la localización de un camino. Mientras mas detallados y precisos sean los estudios para determinar la ruta, el ancho de franja será mas reducida. La selección de una ruta es un proceso que involucra varias actividades, desde el acopio de datos, examen y análisis de los mismos, hasta los levantamientos aéreos y terrestres necesarios para determinar, a este nivel, los costos y ventajas de las diferentes rutas para elegir la más conveniente. 2.3.1.2 Trazado ante preliminar o selección de ruta El proceso de estudio del trazado de una carretera implica una búsqueda continua, una evaluación y selección de las posibles líneas que se pueden localizar en cada una de las fajas de terreno que han quedado como merecedoras de un estudio más detallado después de haber practicado los reconocimientos preliminares y la evaluación de las rutas. Estudio en el que se selecciona la mejor o mejores alternativas; determinando puntos secundarios de control como ser -

Puntos poblados

-

Puntos de interés comercial

-

Cruce de ríos

Además se determinan pendientes, longitudes y distancias. 2.3.1.3 Trazado Preliminar

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Se realiza sobre la ruta escogida con aparatos de precisión para el levantamiento topográfico de la zona de proyecto donde se elaborara el diseño en planta y en perfil de la vía. Cuatro actividades son las que se deben realizar para cumplir esta labor: -

Trazado de la poligonal.

-

Nivelación de dicha poligonal.

-

Acotamiento de la zona con curvas de nivel.

-

Dibujo de planos.

En esta etapa se elaboran las siguientes libretas: -

Libreta de nivelación.

-

Libreta de secciones transversales.

-

Libreta de coordenadas.

2.3.1.4 Proyecto Comprende los diseños en planta y en perfil del eje de la vía, secciones transversales diagrama de masas, cómputos métricos, etc. Estos se elaboran en oficina cumpliendo con las normas que regulan el diseño geométrico de carreteras. 2.3.1.5 Localización y Replanteo. Consiste en las labores necesarias para transferir al terreno el eje de vía y los alineamientos determinados en el proyecto. 2.3.2 Topografía. Los levantamientos topográficos se realizan con el fin de determinar la configuración del terreno y la posición sobre la superficie de la tierra de elementos naturales o instalaciones construidas por el hombre.

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En un levantamiento topográfico se toman los datos necesarios para la representación grafica o elaboración del mapa del área en estudio. 2.3.3 Reconocimientos y Estudios de Selección de Ruta Se entiende por ruta, la franja de terreno de ancho variable entre dos puntos obligados, dentro de la cual es factible hacer la localización de un camino. Mientras mas detallados y precisos sean los estudios para determinar la ruta, el ancho de franja será mas reducida. La selección de una ruta es un proceso que involucra varias actividades, desde el acopio de datos, examen y análisis de los mismos, hasta los levantamientos aéreos y terrestres necesarios para determinar, a este nivel, los costos y ventajas de las diferentes rutas para elegir la más conveniente 2.3.3.1 Selección de ruta Con base en estudios anteriores de fotointerpretación, geología, planos Topográficos, ecología e impacto ambiental, se plantean todas las posibles rutas, teniendo en cuenta los siguientes criterios: 1. Accesibilidad La ruta en lo posible debe estar cerca a carreteras y carreteables, bien sea que estén en uso o para construirse o caminos que se puedan adecuar como carreteras. 2. Alineamientos y deflexiones La ruta ideal de una línea de transmisión es una línea recta. Esto en la práctica no es posible, pero debe tratarse que los alineamientos entre puntos obligados, sea de la mayor longitud posible. Una buena ruta tendrá entonces un mínimo de deflexiones, reduciéndose a los mínimos necesarios. Los vértices del trazado se convierten lógicamente en puntos donde se ubicarán estructuras. Estos sitios deben ser estudiados cuidadosamente, con el fin de que permitan la ubicación de la estructura teniendo en cuenta factores tecnico-

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económicos (poseer buena altura, emplazamiento suficiente, buena estabilidad del terreno). Estos sitios deben ser además fácilmente identificables.

3. Naturaleza del terreno De la información recopilada se debe tener conocimiento de la naturaleza de los terrenos, con el fin de evitar que las posibles rutas pasen por terrenos con las siguientes características: a. Contactos litológicos o de diferentes formaciones b. Zonas muy rocosas o excesivamente accidentadas c. Zonas inestables de media ladera d. Terrenos de muy fuerte pendiente e. Zonas hidrográficas donde se presenten inundaciones, existan malos drenajes y de suelos con bajas capacidades portantes. f. Terrenos con alto grado de erosión g. Terrenos de alta acidez y en proyectos donde se ha definido utilizar fundaciones tipo parrilla únicamente. 4. Influencia Física y Ambiental Se debe tener en cuenta las reservas forestales, parques ecológicos, el paisajismo, zonas arqueológicas. 5. Vecindades de Aeropuertos Se debe tener en cuenta las normas de la Aeronáutica Civil, cuando la ruta esté en las vecindades de un aeropuerto. Se debe tener en cuenta el cono de aproximación de los aviones. Se deben hacer señalizaciones adecuadas, como balizas de colores vistosos. 6. Obstáculos Naturales Se consideran obstáculos naturales aquellas zonas con un nivel ceráunico elevado, valles encañonados donde se presenten fuertes vientos, zonas de alta contaminación (industrial o salina).

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7. Vegetación y Cultivos Se debe tener en cuenta para tratar de evitar el paso por cultivos costosos y de alto rendimiento como algodón, cacao, arroz, café o zonas de reforestación. 8. Áreas Restringidas Existen zonas restringidas, donde la ruta debe tratar de alejarse como: yacimientos minerales, depósitos de combustibles, refinerías, fábricas que produzcan excesiva contaminación. Se debe tener en cuenta la dirección de los vientos procedentes de fuentes de contaminación. 9. Fuentes de Materiales Se debe tener en cuenta las fuentes de materiales para la construcción de las fundaciones de las estructuras. 10. Zonas Pobladas y Urbanizaciones Se debe considerar las zonas pobladas o caseríos. El paso por estas zonas debe ser estudiado con cuidado ya que existen efectos de la línea sobre los seres vivos y sobre las comunicaciones. 11. Estaciones de Radio y Redes Microondas La línea debe estar por debajo del haz de una red de microondas una distancia "d1" que depende de la frecuencia del haz, distancia entre estaciones y posición de la línea de alto voltaje. Una línea debe estar alejada por lo menos 500 metros de una antena de radio o televisión. 2.3.4 Utilización de fotografías aéreas. Consiste en la utilización de técnicas, sistemas y procesos de análisis de imágenes

(clásicamente:

fotografías)

por

personal

capacitado,

para

dar

información segura y detallada acerca de los objetos naturales o artificiales contenidos en la superficie cuya imagen se analiza, y determinar los factores que implican la presencia, condición y uso de ellos.

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La fotointerpretación es el arte o ciencia de examinar imágenes producidas por un instrumento a partir de radiaciones electromagnéticas emitidas o reflejadas por los objetos, con el propósito de identificarlos, deducir sus características y evaluarlos según el fin que se persigue. 2.3.4.1.- Procedimiento de utilización de las fotografías aéreas Una vez estudiadas las cartas de la zona donde se desea ubicar el camino, se realiza el reconocimiento y se lo realiza en avioneta, abarcando mayor superficie y menor tiempo, se determinan obstáculos artificiales secundarios Se realizan tres reconocimientos: 1º Una vez reconocida la faja a escala 1:50.000 se realiza la fotointerpretación, Se lo realiza a escala 1:25.000 completando el reconocimiento en avioneta. 2º Se realiza nuevamente la

fotointerpretación, para determinar

perfiles,

volúmenes y presupuestos. 3º Se afinan datos obtenidos 2.3.5.- Estudio sobre Cartas Geográficas. Al estudiar en cartas geográficas, se puede formar una idea de las características más importantes de la región, sobre todo en lo que respecta a su topografía, hidrológia y a la ubicación de poblaciones. De este modo, es posible señalar sobre la carta varias rutas posibles, es decir, diversas franjas para el estudio. Al definir las posibles rutas se debe considerar los desniveles entre puntos obligados, así como las distancias entre ellos, para conocer la pendiente que regirá en su trazo. Con el auxilio de cartas geológicas y mapas que indiquen la potencialidad económica de la región, se dibujara las rutas que puedan satisfacer el objetivo de la comunicación deseada. 2.3.6.- Puntos Obligados o Principales.

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Son aquellos puntos por los que necesariamente deberá pasar el camino por razones técnicas, económicas, sociales y políticas, tales como: poblaciones, sitios o áreas productivas, materiales de préstamo, etc. Los puntos principales guían el alineamiento general de la ruta. Para ello la ruta de estudio se divide en tramos y estos a su vez en sub-tramos, designados generalmente con los nombres de los pueblos extremos que une la ruta, aunque a veces es necesario mencionar algún otro punto intermedio. 2.3.7.- Reconocimientos. Se lo realiza con fotografías descriptivas donde se detallan distancias poblaciones, puntos característicos y trabajos existentes. 2.3.8.- Comparación de Alternativas. La determinación de la mejor ruta se logra en base a los siguientes factores de comparación: 

Adaptación de la carretera a la topografía.



Alineamientos curvaturas y pendientes.



Volúmenes estimados de excavación y relleno.



Características geológicas de las zona atravesada



Tipo de suelo.



Zonas susceptibles a erosión.



Obras de arte y obras complementarias.



Condiciones de drenaje



Fuentes de materiales para la construcción.



Sistemas de transportes existentes (caminos de acceso).



Zonas potenciales de desarrollo.



Posibilidad de mejoras futuras debido al incremento de transito.



Costo de expropiación del derecho de vía.



Costo de prejuicio a las zonas aledañas.

2.3.9.- Condiciones de la Ruta Seleccionada

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La ruta seleccionada de acuerdo a los factores antes seleccionados debe cumplir en esencia con las siguientes condiciones: 

Costo de construcción mínimo.



Menores costos de mantenimiento.



Menores costos de explotación.



Mayores beneficios al desarrollo social y económico.

2.3.10.- Trazado ante preliminar. El proceso de estudio del trazado de una carretera implica una búsqueda continua, una evaluación y selección de las posibles líneas que se pueden localizar en cada una de las fajas de terreno que han quedado como merecedoras de un estudio más detallado después de haber practicado los reconocimientos preliminares y la evaluación de las rutas. -

Se establecen diferentes poligonales que comuniquen los puntos de control primario del proyecto, es decir, aquellos centros urbanos, o centros productivos o de cualquier otro interés (económico, turístico, poblacional, etc.), por los que necesariamente tiene que pasar la vía.

-

Se trazan puntos secundarios de control

como ser Quebradas, Ríos,

Depresiones -

Se toma en cuenta la pendiente máxima estipulada

-

En terrenos planos se puede realizar el trazado de la preliminar

-

En ondulados y escarpados se deberá tomar en cuenta alturas y pendientes

-

Para determinar la línea de pendiente se utiliza el eclímetro

LECTURA DE PENDIENTES 1.- Pendiente en % Relación del Desnivel (altura x) en una distancia horizontal sobre 100m. Pendiente tangente de un ángulo en un plano inclinado

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2.-Pendiente en uno Relación que se necesita para alcanzar el desnivel de un metro. Que distancia se debe avanzar en la horizontal para alcanzar la altura de un metro 3.-Pendiente en grados , minutos y segundos Relación del Desnivel (altura x) en una distancia horizontal sobre 100m. Angulo expresado en grados, minutos y segundos 4.-Pendiente en arco topográfico Se da en unidades inglesas avanzando 66 pies en la distancia horizontal cuanto de desnivel se alcanza LINEA DE PENDIENTE -

Es una línea que une los puntos obligados del proyecto conservando una pendiente especificada, constante y uniforme.

-

Esta línea va al ras del terreno y, de coincidir con el eje de la vía, presentaría mínimo movimiento de tierras.

TRANSFORMACION DE DISTANCIA HORIZONTAL A DISTANCIA VERTICAL Simultáneamente a la línea de pendientes se realiza la medida de la distancia inclinada que es paralela al terreno; entonces si se utiliza instrumentos de medición , esta distancia se puede convertir en corrección para una distancia de 100 m aproximadamente.

POLIGONAL RUMBO Y DISTANCIAS -

Se abscisa cada 20 m

-

Cada 20 m se sacan secciones transversales con una distancia ≥ a 50m a cada lado del eje

TRABAJOS DE CAMPO

MATERIA: CARRETERAS II

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PROYECTO DE CURSO

Los datos obtenidos se consignan en la libreta de campo en las cuales se anotan las secciones transversales.

Ángulos Verticales

Ángulos y Abscisas y Cotas enVerticales

Distancias

el Eje

Distancias

10º00'

1836,4

-8º00'

40,20

0,420

2950

ángulo

distancias

ángulo

distancia

cotas/abscisas

distancia

y

ESTUDIO DE PENDIENTES SOBRE PLANOS CON CURVAS DE NIVEL El estudio de pendiente se lo realiza en terrenos ondulados y montañosos donde el enlace no se puede realizar con una línea recta. Para alcanzar un punto de distinto nivel se debe realizar el estudio de pendientes pudiendo tener diferentes pendientes o mayor desarrollo con la misma pendiente hasta alcanzar el punto indicado TRAZA DE LA LINEA DE PENDIENTE Lo que en el terreno se puede hacer con el eclímetro o con equipos topográficos, en el plano topográfico se lo puede realizar con un compás de puntas secas. Conociendo la equidistancia entre curvas de nivel y con la pendiente

estipulada

para el proyecto, se podrá trazar la línea de pendiente con la abertura del compás a la escala del plano, interceptando con las puntas las curvas de nivel contiguas, la línea que une los puntos principales y secundarios es la pendiente deseada PERFIL DEDUCIDO El perfil del camino es una representación de la proyección vertical del eje del trazo, se dibuja entramos de 5 kilómetros de longitud para facilitar el manejo de los planos. En abscisas se dibuja el kilometraje y en ordenadas las cotas o alturas

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

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PROYECTO DE CURSO

La escala mas comúnmente usada es 1: 200 vertical 1: 2000 horizontal. 1: 100 vertical 1: 1000 horizontal. -El Perfil Deducido se dibuja en papel milimétrico. -Mediante el Método de los Pasos de compas se calcula la abertura del mismo, marcando los cruces entre líneas de nivel. -Se marcan las alturas conocidas de cada uno de los puntos de cruce de la línea de proyecto con las curvas de nivel. -Cuando la curva de nivel cruce dos veces consecutivas la línea de proyecto como ser ríos barrancas o cimas se determinará por interpolación de la cota mínima o máxima -El Perfil Deducido permite modificar el proyecto en el plano antes del trazo definitivo, ya que estos cambios pueden significar grandes economías 2.3.11 Trazado preliminar. Consiste en el levantamiento topográfico de la zona del terreno donde se va ha determinar el eje para elaborar el diseño en planta y posee las siguientes fases: 1. Trazado de la poligonal 2. Nivelación de la poligonal 3. Acotamiento de la zona con curvas de nivel 4. Dibujo de la faja topográfica LINEA DE INTRUMENTO 1. Se tomará con respecto al norte el rumbo de partida. 2. La Poligonal será trazada con instrumento y abscisa da cada 10 m. 3. La preliminar debe ser la más cercana posible a la Antepreliminar 4. Paralelamente se llenará la libreta de tránsito.

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE CURSO

Regla Práctica 1. Se considerará un Círculo Orientado 2. Las letras D e I indican el sentido derecha o izquierda del alineamiento

3. Los signos de tales letras significan que el ángulo de la deflexión debe sumarse o restarse al número. 4. Los resultados de las operaciones se reducirán necesariamente a ángulos comprendidos entre 0o y 90º a partir del norte o sur hacia Este u Oeste

2.3.12.-Proyecto El proyecto de la vía corresponde a la: •

Localización del eje definitivo, Planta, Perfil Longitudinal Secciones transversales.

•

Selección de curvas de enlace simples, espirales.

•

Determinación de Volúmenes, cómputos métricos .

•

Diseño de sistemas de Drenajes alcantarillas, cunetas, bajantes, drenes, contracunetas.

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

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•

Diseño de obras de arte.

•

Estimación de Cantidades de Obra.

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2.3.13.-Localización y replanteo. Consiste en las labores necesarias para transferir al terreno todos lo datos determinados en cálculos, y diseños para ubicar el eje de la vía y sus demás elementos en el terreno para iniciar la construcción, Este trabajo se lo realiza con instrumentos topográficos, se estaca y mojona los puntos de referencia. 2.4.1 Flujos vehiculares. En las ciudades donde se está

desarrollado Planes Maestros de Transporte

Urbano, se ha procedido a la modelación de las redes viales estratégicas de los sistemas de transporte urbano. Este proceso aplicado en punta mañana (PM), con una asignación para una hora, ha generado indicadores de flujo vehicular horario, esto es, número de vehículos equivalentes (autos) que circulan por una vía durante un hora; y grados de saturación, cociente entre flujo vehicular y capacidad de la vía 2.4.2 Volumen del tráfico Es el número total de vehículos que pasan durante un período dado (en días completos), igual o menor que un año y mayor que un día, dividido entre el número de días del período. De acuerdo al número de días de este periodo, se presentan los siguientes volúmenes de tránsito promedios diarios, dados en vehículos por día. 2.4.2.1 Composición del tráfico. Además de conocer el número total de vehículos que pasan por una carretera, frecuentemente interesará saber qué tipo de vehículos circulan por ella. Por esta razón al realizar los aforos se clasifican los vehículos registrados en varias categorías, más o menos detalladas según las necesidades. A menudo, se clasifican los vehículos según una clasificación resumida como la siguiente:

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-

Motocicletas (pequeños vehículos con 2 y 3 ruedas)

-

Vehículos ligeros (coches, furgonetas y camionetas con 4 ruedas)

-

Vehículos pesados (autobuses y camiones con 6 ó más ruedas)

La composición del tráfico se define mediante el porcentaje de vehículos en la IMD que pertenecen a cada categoría. En general, la mayor parte del tráfico está formado por vehículos ligeros, mientras que las motos representan un porcentaje muy pequeño. Dentro de los vehículos ligeros, los más importantes son los coches (que forman del 85 al 90% del grupo de vehículos ligeros) y dentro de los vehículos pesados los camiones representan más del 90% de este grupo. La tendencia a lo largo de los últimos años ha sido la del aumento de la importancia relativa de los vehículos ligeros (principalmente coches) y una ligera disminución relativa de los vehículos pesados. En países con motorización elevada, los vehículos ligeros representan entre un 70% y un 80% del tráfico total, mientras que las motos representan menos del 5%. Naturalmente la composición del tráfico varía de unas carreteras a otras. En zonas urbanas, el porcentaje de vehículos ligeros es mayor que en carreteras, llegando en las calles céntricas de las grandes ciudades a ser superior al 90%. En carreteras, en las proximidades de grandes ciudades, son frecuentes porcentajes de vehículos pesados entre el 15 y el 20%, mientras que lejos de centros urbanos, especialmente en itinerarios importantes, son frecuentes porcentajes de vehículos pesados entre el 30% y el 40%, y aún superiores en algún caso. Evidentemente, estas composiciones medias sufren variaciones a lo largo del año, del día, etc. En general, cuando la intensidad total de tráfico disminuye, aumenta la importancia de los vehículos pesados. Especialmente en itinerarios importantes se registra un apreciable tráfico de camiones durante la noche, mientras el tráfico de vehículos ligeros prácticamente desaparece. 2.4.2.2 Tránsito medio diario anual (TMDA) El Tránsito Medio Diario Anual es una medida fundamental del tránsito y en el sentido estricto se define como el volumen de tránsito total anual dividido por el número de días del año, generalmente se abrevia T.M.D.A. Si bien, en general, la distribución de los volúmenes de Tránsito Medio Diario Anual es la misma en ambas direcciones, durante algunas horas una de las

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trochas lleva volúmenes mayores que la otra. Para esas condiciones se ha encontrado, que para caminos rurales pavimentados de dos carriles (80% de la Red Nacional), en uno de los sentidos del tránsito circulan del orden de las dos terceras partes del volumen total. 2.4.2.3 Volumen horario de diseño (VHD) Volumen de tráfico que servirá para determinar características geométricas y de operación de la carretera 2.4.3 Métodos para la determinación de volúmenes de tráfico Los métodos para la determinación de volúmenes de trafico son los siguientes: - Aforos o conteos Manuales Electromecánicos Fotografías aéreas 2.4.3.1 Aforos o conteos Los aforos cortos son mayormente para intensidades de tráfico vehicular constante, aquellos flujos que no tienen mucha fluctuación en un determinado tiempo, se pueden realizar conteos de 10 a 15 minutos y estos se multiplican por factores para determinar el volumen horario. Los aforos largos se realizan de 12 a 16 horas al día durante periodos de 3 a 10 días. Los aforos continuos se realizan durante 24 horas los 365 días del año. -Manuales se los realiza con operadores y formularios especiales y cronómetros para registrar el número de vehículos. -Electromecánicos

Equipos especiales por donde pasan los vehículos y se

registran los tipos de ejes, peso y cantidad. -Fotografías aéreas donde el tráfico es congestionado. 2.4.4 Intensidad de tráfico Es el número de vehículos que pasan por una carretera en un tiempo determinado. La intensidad de tráfico es continuamente variable y viene

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condicionada con la demanda, la cual varía de manera considerable en cada tramo. 2.4.5 Proyección del tráfico. Estimar el tráfico futuro para las carreteras modernas es un tema altamente complejo para el cual una piscina grande de información se ha desarrollado y está disponible en literatura contemporánea. La necesidad de datos, en base a las estimaciones del tráfico esperado para el diseño de carreteras modernas aumenta en función del costo de inversión. Las estimaciones confiables del tráfico futuro proporcionan la premisa en la cual los diseños económicos pueden ser desarrollados, así como la provisión de las bases para los diseños que estarán relacionadas con las demandas del tráfico. La U.S. Bureau of Public Roads expresa tráfico futuro potencial en las carreteras urbanas en términos de cuatro componentes que sean definen como siguen: Tráfico Diverso.- Este componente abarca los viajes que tienen los mismos orígenes y destinos, ambos antes y después de la inauguración de la carretera nueva, pero para la cuál se transfiere la ruta a la nueva carretera. Tráfico Generado.- Dentro de los primeros años, que siguen a la terminación de una nueva vía urbana, allí aparece el tráfico, el cual no habría aparecido si la carretera nueva no hubiera sido construida. Estos viajes incluyen los hechos previamente por transporte público, y enteramente los nuevos viajes no hechos previamente por cualquier modo de transporte. Tráfico Inducido.- La disposición de una nueva vía puede hacer factible, a través de accesos más fáciles, el desarrollo de nuevas áreas residenciales, comerciales o industriales. Tales áreas inducen cambios en los orígenes o los destinos de un cierto tráfico. Este tráfico inducido, componente del tráfico potencial es dependiente de los factores externos a la carretera, y el índice del desarrollo del volumen de tráfico inducido esta directamente relacionado con el progreso de estos factores externos.

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Tráfico de Tendencia.- Los cambios en las tendencias socioeconómicas de la población, registros de vehículos automotores, y del uso de los vehículos automotores son los elementos que abarcan el tráfico de tendencia. Las estimaciones de la magnitud de este componente dependen de: el conocimiento de las condiciones locales, los elementos del planeamiento de la ciudad y del país, y los factores ambientales. El Ingeniero de Trafico haría bien para en buscar la ayuda de las autoridades competentes en las disciplinas socioeconómicas para la ayuda en la evaluación del componente de tráfico de tendencia. 2.4.5.1 Estimación de tráfico futuro Para estimar el trafico futuro que comprenda un cierto numero de años no existe una formula o una regla que de un valor exacto. Las numerosas variables que intervienen en su determinación, solo permiten aproximaciones groseras. Existen muchas relaciones lineales, exponenciales y de otra índole que solo complica esta estimación. Nos permitimos proporcionar en este curso las siguientes expresiones que tampoco dan valores exactos, pero que buenamente pueden servir para determinar la proyección del trafico: Tráfico Medio Diario Final:

Tráfico Medio Diario (durante el periodo de proyecto):

Numero Total de Vehículos (para el periodo de proyecto):

Conociendo:

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-Tasa anual de crecimiento del trafico, t -Periodo del proyecto. 2.4.6 Cargas y vehículos de diseño Clase

de Tráfico hasta

terreno

500 v/día

Tráfico medio 2000 v/día

Tráfico pesado Más

de

2000

v/día

ESCARPADO 40

40

-

MONTAÑOSO 50

60

60 – 80

ONDULADO

60

80

80 – 100

PLANO

70

80

100 – 120

2.4.6.1 Ley de Cargas en Bolivia Considerando: Que, mediante Decreto Supremo 24705, se aprobó el Reglamento de la Ley de Cargas, sobre pesos y dimensiones, para vehículos de transporte de carga o pasajeros que circulen por las carreteras del país; Que, el referido Decreto Reglamentario en el artículo 30, determina que el Vice ministerio de Transportes, Comunicaciones y Aeronáutica Civil establezca una comisión con participación de representantes de las prefecturas departamentales y de los transportadores, con la finalidad de coadyuvar en el cumplimiento y fiscalización de las normas establecidas en la Ley 1769 y su Decreto Reglamentario. Que, dicha comisión, en su IV reunión, con la finalidad de facilitar y simplificar los procedimientos para los permisos especiales por sobredimensiones en cargas técnicamente indivisibles, recomienda emitir un nuevo reglamento que supla al anterior para los fines señalados. EN CONSEJO DE MINISTROS -DECRETA:

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Artículo 1.- Se aprueba el nuevo reglamento de la Ley de Cargas 1769, referente a pesos y dimensiones para vehículos de transporte de carga o pasajeros que circulan en el territorio nacional, en sus treinta y nueve artículos y sus V anexos, que forman parte del texto adjunto al presente decreto supremo. Artículo 2.- El Viceministro de Transportes, Comunicaciones y Aeronáutica Civil queda encargado de la ejecución de lo dispuesto en el artículo 38 del Reglamento a efectos de la conformación de la Comisión. Artículo 3.- El Servicio Nacional de Caminos (hoy ABC-Vías Bolivia), así como los servicios prefectura les de caminos, implementaran el nuevo reglamento de pesos y medidas, sin solicitar recursos financieros adicionales a los asignados por el Tesoro General de la Nación en la Ley Financial No. 2041. Artículo 4.- Queda abrogado el Decreto Supremo 24705 de 14 de julio de 1997. El señor Ministro de Estado en la Cartera de Desarrollo Económico queda encargado, de la ejecución y cumplimiento del presente decreto supremo. Es dado en el Palacio de Gobierno de la ciudad de La Paz, a los veinticuatro días del mes de diciembre de mil novecientos noventa y nueve años. FDO. HUGO BANZER SUAREZ, Javier Murillo de la Rocha, Franz Ondarza Linares, Walter Guiteras Denis, Jorge Crespo Velasco, Herbert Müller Costas, Juan Antonio Chahin Lupo, José Luis Lupo Flores, Tito Hoz de Vila Quiroga, Guillermo Cuentas Yánez, Luis Vasquez Villamor, Oswaldo Antezana Vaca Diez, Erick Reyes Villa Bacigalupi, Carlos Saavedra Bruno, Rubén Poma Rojas, Jorge Landivar Roca. 2.4.6.2 Efecto de los vehículos sobre el diseño geométrico La Velocidad de diseño es la máxima velocidad segura que puede mantenerse sobre sección especifica de la carretera cuando las condiciones son favorables y gobiernan las características de diseño de la carretera. En la selección de una velocidad de diseño influyen: - La clasificación funcional de la carretera -El carácter del terreno - La densidad y carácter de los usos de la tierra adyacente - Los volúmenes de tránsito previstos - Las consideraciones económicas y ambientales.

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2.4.7 Niveles de servicio El Nivel de Servicio es una medida cualitativa que describe las condiciones operativas de un flujo de tránsito y de su percepción por los usuarios. La definición de Nivel de Servicio describe generalmente estas condiciones en relación con variables tales como la velocidad y tiempo de recorrido, la libertad de maniobra, la comodidad y adecuación del flujo de tránsito a los deseos del usuario y la seguridad. 2.4.8 Categoría de diseño de la carretera Vehículo hipotético cuyas características geométricas y operacionales se utilizan para establecer los lineamientos en carretera, como ser ancho de carril, sobreancho en curvas, pendiente, velocidad -

VP:

Vehículos

livianos,

operativamente

asimilables

a

automóviles,

camionetas, furgonetas y similares. -

CO: Vehículos comerciales rígidos, compuestos de unidades tractores simples; abarcan a los camiones y ómnibus comerciales, normalmente de dos ejes y seis ruedas.

-

O: Ómnibus de mayores dimensiones, empleado generalmente para larga distancia y turismo; sirven también de referencia para considerar la existencia de camiones rígidos de mayor longitud que los CO y que pueden contar con tres ejes.

-

SR: Vehículo comercial articulado, compuesto normalmente de unidad tractor y un semiremolque de dos ejes.

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2.4.9 El usuario. En la planificación y proyección de carreteras, como en el control y operación de los vehículos se requiere el conocimiento de las características físicas y psicológicas del usuario como conductor, el comportamiento del usuario puede estar afectado por los siguientes aspectos: -

La intensidad de tráfico.

-

Las condiciones atmosféricas.

-

Las condiciones de visibilidad.

-

La calidad de rodadura.

-

La señalización en la vía.

2.4.9.1 Visión del usuario. Aspecto fundamental en el manejo de un automóvil

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2.4.9.2 Tiempo de reacción del conductor. Es el tiempo promedio que el conductor tarda entre ver, oír, sentir y empezar a actuar en respuesta al estimulo de una situación imprevista, este tiempo puede variar desde 0.5 segundos para situaciones simples hasta 3 o 4 segundos, para situaciones complicadas. Hay dos tipos de reacciones en el individuo: -

La reacción física o condicionada

-

La reacción psicológica.

La reacción condicionada está relacionada con el sector de conductores que han desarrollado ciertos hábitos. A las personas que están acostumbradas a utilizar cierta ruta especial, cierto camino o cierta calle, se les desarrolla un habito que se les convierte en destreza. La reacción psicológica, en cambio, es un proceso intelectual que culmina en un juicio. Se trata de estímulos que son percibidos y enviados al cerebro. Después de obtener una reacción se llega a una decisión para actuar. Son reacciones intelectuales del individuo, pero están afectadas por las emociones y otras causas que pueden modificar las facultades del conductor.

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2.5 PARÁMETROS PARA DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS. Error: Reference source not found El diseño geométrico es la parte más importante del proyecto de una carretera, estableciendo, con base en los condicionantes o factores existentes, la configuración geométrica definitiva del conjunto tridimensional que supone, para satisfacer al máximo los objetivos fundamentales, es decir, la funcionalidad, la seguridad, la comodidad, la integración en su entorno, la armonía o estética, la economía y la elasticidad. La funcionalidad vendrá determinada por el tipo de vía a proyectar y sus características, así como por el volumen y propiedades del tránsito, permitiendo una adecuada movilidad por el territorio a los usuarios y mercancías a través de una suficiente velocidad de operación del conjunto de la circulación. La seguridad vial debe ser la premisa básica en cualquier diseño vial, inspirando todas las fases del mismo, hasta las mínimas facetas, reflejada principalmente en la simplicidad y uniformidad de los diseños. La comodidad de los usuarios de los vehículos debe incrementarse en consonancia con la mejora general de la calidad de vida, disminuyendo las aceleraciones y, especialmente, sus variaciones que reducen la comodidad de los ocupantes de los vehículos. Todo ello ajustando las curvaturas de la geometría y sus transiciones a las velocidades de operación por las que optan los conductores a lo largo de los alineamientos. La integración en su entorno debe procurar minimizar los impactos ambientales, teniendo en cuenta el uso y valores de los suelos afectados, siendo básica la mayor adaptación física posible a la topografía existente. La armonía o estética de la obra resultante tiene dos posibles puntos de vista: el exterior o estático, relacionado con la adaptación paisajística, y el interior o dinámico vinculado con la comodidad visual del conductor ante las perspectivas cambiantes que se agolpan a sus pupilas y pueden llegar a provocar fatiga o distracción, motivo de peligrosidad. Hay que obtener un diseño geométrico conjunto que ofrezca al conductor un recorrido fácil y agradable, exento de sorpresas y desorientaciones.

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La economía o el menor costo posible, tanto de la ejecución de la obra, como del mantenimiento y la explotación futura de la misma, alcanzando siempre una solución de compromiso con el resto de objetivos o criterios. La elasticidad suficiente de la solución definitiva para prever posibles ampliaciones en el futuro. 2.5.1 Longitud mínima de transición en curvas horizontales.

Error:

Reference source not found LONGITUD DE CURVA DE TRANSICIÓN MÍNIMA Velocidad KPH 30 30 30 30 30 30 40 40 40 40 40 40 50 50 50 50 50 50 60 60 60 60 60 60 70

Radio min m 24 26 28 31 34 37 43 47 50 55 60 66 70 76 82 89 98 109 105 113 123 135 149 167 148

Peralte

J m/seg 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

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max. 3

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

Longitud de Transición A min (L) Calculada m m 26 28 27 28 28 28 29 27 31 28 32 28 40 37 41 36 43 37 45 37 47 37 50 38 55 43 57 43 60 44 62 43 66 44 69 44 72 49 75 50 78 49 81 49 86 50 90 49 89 54

Redondeada m 30 30 30 30 30 30 40 40 40 40 40 40 45 45 45 45 45 45 50 50 50 50 50 50 55

CURSO: 8vo Semestre.

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70 70 70 70 70 80 80 80 80 80 80 90 90 90 90 90 90 100 100 100 100 100 100 110 110 110 110 110 110 120 120 120 120 120 120 130 130 130 130

161 175 193 214 241 194 210 229 252 280 315 255 277 304 336 375 425 328 358 394 437 492 582 414 454 501 560 635 733 540 597 667 756 872 1031 700 783 887 1024

0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

MATERIA: CARRETERAS II

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

93 97 101 107 113 121 126 132 139 146 155 143 149 155 163 173 184 164 171 179 189 200 214 185 193 203 215 229 246 199 209 221 236 253 275 208 220 234 252

PROYECTO DE CURSO

54 54 53 54 53 75 76 76 77 76 76 80 80 79 79 80 80 82 82 81 82 81 81 83 82 82 83 83 83 73 73 73 74 73 73 62 62 62 62

55 55 55 55 55 75 75 75 75 75 75 80 80 80 80 80 80 85 85 85 85 85 85 90 90 90 90 90 90 75 75 75 75 75 75 65 65 65 65

CURSO: 8vo Semestre.

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130 130 140 140 140 140 140 140

1210 1479 908 1029 1187 1403 1715 2205

0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

4 2 12 10 8 6 4 2

274 303 208 221 238 259 286 324

PROYECTO DE CURSO

62 62 48 47 48 48 48 48

2.5.2 Longitud mínima de tangente entre curvas.

65 65 50 50 50 50 50 50

Error: Reference source not

found TRAMOS EN TANGENTE La tangente es un elemento de trazado que está indicado en carreteras de dos carriles para obtener suficientes oportunidades de adelantamiento y en cualquier tipo de carretera para adaptarse a condicionamientos externos obligados (infraestructuras preexistentes, condiciones urbanísticas, terrenos planos, etc.). Para evitar problemas relacionados con el cansancio, deslumbramientos, excesos de velocidad, etc. es deseable limitar las longitudes máximas de las alineaciones rectas y para que se produzca una acomodación y adaptación a la conducción se deberá establecer unas longitudes mínimas de las alineaciones rectas. Las longitudes de tramos en tangente presentada en la Tabla 402.01, están dados por las expresiones: L min.s = 1,39 Vd L min.o = 2,78 Vd L máx = 16,70 Vd Siendo: L min.s

=

Longitud mínima (m) para trazados en "S" (alineación recta entre

L min.o

=

alineaciones curvas con radios de curvatura de sentido contrario). Longitud mínima (m) para el resto de casos (alineación recta entre

alineaciones curvas con radios de curvatura del mismo sentido). L máx = Longitud máxima (m). Vd = Velocidad de diseño (Km/h) En general, para carreteras de calzadas separadas se emplearán alineaciones rectas en tramos singulares que así lo justifiquen, y en particular en terrenos llanos, en valles de configuración recta, por conveniencia de adaptación a otras

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infraestructuras lineales, o en las proximidades de cruces, zonas de detención obligada, etc. TABLA

402.01g

RADIOS MÍNIMOS Y PERALTES MÁXIMOS PARA DISEÑO DE CARRETERAS. Ubicación de la

Velocidad

Radio

Radio

dediseño

Þ máx% ƒ máx

(Kph) 30

4,00

0,17

33,7

35

(Alta

40

4,00

0,17

60,0

60

Velocidad)

50

4,00

0,16

98,4

100

60

4,00

0,15

149,2

150

70

4,00

0,14

214,3

215

80

4,00

0,14

280,0

280

90

4,00

0,13

375,2

375

100

4,00

0,12

835,2

495

110

4,00

0,11

1108,9

635

120

4,00

0,19

872,2

875

130

4,00

0,08

1108,9

1110

140

4,00

0,07

1403,0

1405

150 30

4,00 6,00

0,06 0,17

1771,7 30,8

1775 30

(con peligro

40

6,00

0,17

54,8

55

de Hielo)

50

6,00

0,16

89,5

90

60

6,00

0,15

135,0

135

70

6,00

0,14

192,9

195

80

6,00

0,14

252,9

255

90

6,00

0,13

437,4

335

100

6,00

0,12

560,4

440

110

6,00

0,11

755,9

560

120

6,00

0,09

950,5

755

130

6,00

0,08

1187,2

950

140

6,00

0,07

1476,4

1190

Vía Area

Urbana

Area

Rural

MATERIA: CARRETERAS II

calculado(m) Redondeado(m)

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

150 Rural30

Area (Tipo

1,2

ó 3)

Area (Tipo 3 ó 4)

PROYECTO DE CURSO

6,00 8,00

0,09 0,17

755,9 28,3

1480 30

40

8,00

0,17

50,4

50

50

8,00

0,16

82,0

85

60

8,00

0,15

123,2

125

70

8,00

0,14

175,4

175

80

8,00

0,14

229,1

230

90

8,00

0,13

303,7

305

100

8,00

0,12

393,7

395

110

8,00

0,11

501,5

505

120

8,00

0,09

667,0

670

130

8,00

0,08

831,7

835

140

8,00

0,07

1028,9

1030

8,00 12,00

0,06 0,17

1265,5 24,4

1265 25

40

12,00

0,17

43,4

45

50

12,00

0,16

70,3

70

60

12,00

0,15

105,0

105

70

12,00

0,14

148,4

150

80

12,00

0,14

193,8

195

90

12,00

0,13

255,1

255

100

12,00

0,12

328,1

330

110

12,00

0,11

414,2

415

120 130

12,00 12,00

0,09 0,08

539,9 665,4

540 665

140

12,00

0,07

812,3

815

150 Rural30

150 12,00 0,06 984,3 985 Normalmente resultan justificados radios superiores al mínimo, con peraltes inferiores al máximo, que resultan más cómodos tanto para los vehículos lentos, como para vehículos rápidos. Sí se decide emplear radios mayores que el mínimo, habrá que elegir el peralte en forma tal que la circulación sea cómoda, tanto para los vehículos lentos como para los rápidos.

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

2.5.2.1

Distancia de visibilidad de frenado.

PROYECTO DE CURSO

Error: Reference source not

found Distancia de visibilidad es la longitud continua hacia delante del camino, que es visible al conductor del vehículo. En diseño se consideran dos distancias, la de visibilidad suficiente para detener el vehículo, y la necesaria para que un vehículo adelante a otro que viaje a velocidad inferior, en el mismo sentido. Estas dos situaciones influencian el diseño de la carretera en campo abierto y serán tratados en esta sección considerando alineamiento recto y rasante de pendiente uniforme. Los casos con condicionamiento asociados a singularidades de planta o perfil se tratarán en las secciones correspondientes. 205.01 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA. Distancia de Visibilidad de Parada, es la mínima requerida para que se detenga un vehículo que viaja a la velocidad de diseño, antes de que alcance un objetivo inmóvil que se encuentra en su trayectoria. Se considera obstáculo aquél de una altura igual o mayor a 0,15 m, estando situados los ojos del conductor a 1,15 m., sobre la rasante del eje de su pista de circulación. Todos los puntos de una carretera deberán estar provistos de la distancia mínima de visibilidad de parada. Si en una sección de carretera o camino resulta prohibitivo lograr la Distancia Mínima de Visibilidad de Parada correspondiente a la Velocidad de Diseño, se deberá señalizar dicho sector con la velocidad máxima admisible, siendo éste un recurso extremo a utilizar sólo en casos muy calificados y autorizados por el MTC. 2.5.2.2

Distancia de visibilidad para sobrepaso. Error: Reference source not

found Distancia de Visibilidad de Paso, es la mínima que debe estar disponible, a fin de facultar al conductor del vehículo a sobrepasar a otro que se supone viaja a una velocidad 15 Kph. menor, con comodidad y seguridad, sin causar alteración en la velocidad de un tercer vehículo que viaja en sentido contrario a la velocidad directriz, y que se hace visible cuando se ha iniciado la maniobra de sobrepaso.

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE CURSO

Cuando no existen impedimentos impuestos por el terreno y que se reflejan por lo tanto en el costo de construcción, la visibilidad de paso debe asegurarse para el mayor desarrollo posible del proyecto. Se deberá evitar que se tengan sectores sin visibilidad de adelantamiento en longitudes superiores a las de la Tabla 205.01, según la categoría de la carretera. TABLA

205.01

LONGITUD MÁXIMA SIN VISIBILIDAD DE ADELANTAMIENTO EN SECTORES CONFLICTIVOS Categoría de Vía Longitud Autopistas y multicarril 1 500 m 1ra. Clase 2 000 m 2da. Clase 2 500 m Los sectores con Visibilidad Adecuada para adelantar deberán distribuirse lo más homogéneamente posible a lo largo del trazado. En un tramo de carretera de longitud superior a 5 Kms, emplazado en una topografía dada, se procurará que los sectores con visibilidad adecuada para adelantar, respecto del largo total del tramo, se mantengan dentro de los porcentajes que se indican en la Tabla 205.02. TABLA

205.02

PORCENTAJE DE LA CARRETERA CON VISIBILIDAD ADECUADA PARA ADELANTAR Condiciones Orográficas

% Mínimo

% Deseable

Llana Ondulada Accidentada Muy accidentada

50 33 25 15

> 70 > 50 > 35 > 25

2.5.3 Parámetros para el alineamiento vertical.

Error: Reference source not

found 2.5.3.1

Pendientes máximas en el perfil longitudinal. Error:

Reference

source not found

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE CURSO

El empleo de las pendientes para los diferentes tramos de un trazado debe ser objeto de atento estudio por parte del proyectista, que procederá a las comparaciones necesarias y explicará la elección efectuada. Por lo tanto, incumbe el proyectista la obligación de demostrar que la solución elegida es mejor que las otras posibles, sin superar los valores máximos expuestos en el Tópico de la normativa. Al efectuar la elección el proyectista tendrá en cuenta antes que nada, la influencia de la pendiente sobre el costo de construcción de la carretera, tanto por lo que se refiere a los mayores costos en conexión con los desarrollos que generalmente se acompañan al empleo de una pendiente menor, como por lo referente a los costos más altos que podrían derivar del empleo continuo de la pendiente indicada como máxima. Además, el proyectista tendrá en cuenta las repercusiones de la pendiente sobre el costo de operación y sobre la capacidad de la carretera. El proyectista procurará utilizar las menores pendientes compatibles con la topografía en que se emplaza el trazado. Carreteras con un alto volumen de tránsito justifican económicamente el uso de pendientes moderadas, pues el ahorro en costos de operación y la mayor capacidad de la vía compensan los mayores costos de construcción. El proyectista tendrá, en general, que considerar deseable los límites máximos de pendiente que están indicados en la Tabla 403.01. En zonas superiores a los 3000 msnm, los valores máximos de la Tabla 403.01, se reducirán en 1% para terrenos montañosos o escarpados. En carreteras con calzadas independientes las pendientes de bajada podrán superar hasta en un 2% los máximos establecidos en la Tabla 403.01 PENDIENTES MÁXIMAS (%) CLASIFICA CIÓN TRAFICO VEH/DIA (1) CARACTERÍ STICAS

SUPERIOR > 4000 AP (2)

MATERIA: CARRETERAS II

MC

PRIMERA

SEGUNDA

TERCERA

CLASE

CLASE

CLASE

4000 - 2001 2000-400

< 400

DC

DC

DC

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

OROGRAFÍ A TIPO

1 2 3 4

1 2 3 4

1 2

PROYECTO DE CURSO

3 4

1

2

3

4 1

2

3

4

VELOCIDAD DE DISEÑO: 10. 12,

30 KPH

00 00 9, 8.0 9.0 10,

40 KPH

00 0

50 KPH

00 00 00 0

70 KPH

90 KPH 100 KPH 110 KPH 120 KPH 130 KPH 140 KPH

7. 7.0

8.0 9, 8,0 8,0

00 0

0

00 0

00

0

6. 6. 7. 7.0 6. 6.0 7, 7,0 6.0 7.0 8,0 9, 8,0 8,0

60 KPH

80 KPH

0

00 0

00 0

0

0

0

00 0

5. 5.0 6, 6, 6, 7,0 6, 6,0 7, 7,0 6,0 7,0 7,0

7,0

00 0

0

00 00 00 0

00 0

00 0

0

0

0

5, 5, 5, 5,0 5, 5, 6, 6,0 6, 6,0 6,

6,0 6,0

7,0

00 00 00 0

00 00 00 0

00 0

0

0

4, 5, 5,

5, 5, 6,

5, 5,0

6,0

50 00 00

00 00 00

00 0

0

4, 4, 4.

5, 5, 6,

5,

6,0

50 50 50

00 00 00

00

0

4, 4,

4,

00 00

00

4, 4,

4,

00 00

00

00

0

0

3, 50 3, 00

150 KPH

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

AP

:

PROYECTO DE CURSO

Autopista NOTA 2: En caso de que una vía

MC

:

Carretera

Multicarril

DC

:

Carretera

De

o

Dos

Dual clasifique como carretera de 1ra. clase y

Carriles a pesar de ello se desee diseñar una

NOTA 1: En orografía tipo 3 y/o 4, donde vía multicarril, las características de exista espacio suficiente y se justifique la ésta se deberán adecuar al orden construcción de una autopista, puede superior inmediato. Igualmente si es realizarse con calzadas a diferente nivel una vía de segundo orden y se desea asegurándose tengan

las

que

ambas

características

clasificación.

calzadas diseñar una autopista, se deberán de

dicha utilizar los requerimientos mínimos del orden superior inmediato.NOTA 3: Los casos no contemplados en la presente clasificación,

serán

justificados

de

acuerdo con lo que disponga el MTC y sus características serán definidas por dicha

entidad.

NOTA 4: En los casos de pendientes elevadas, verificar la capacidad de la vía y necesidad de carril de ascenso.

403.04.03 Pendientes Máximas Absolutas Los límites máximos de pendiente se establecerán teniendo en cuenta la seguridad de la circulación de los vehículos más pesados, en las condiciones más desfavorables de pavimento. El Proyectista tendrá, excepcionalmente, como máximo absoluto, el valor de la pendiente máxima (Tópico 403.04.03), incrementada hasta en 1%, para todos los casos. Deberá justificar técnica y económicamente la necesidad del uso de dicho valor.

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE CURSO

FIGURA 403.01 LONGITUD MINIMA DE CURVA VERTICAL PARABOLICA

2.5.3.2

Longitud máxima de las pendientes.

Error: Reference source not

found LONGITUD EN PENDIENTE La Figura 403.04 ilustra el efecto de las pendientes uniformes de subida, de longitudes dadas, sobre la velocidad de operación de los camiones que circulan en caminos pavimentados. La Figura 403.04 ilustra el concepto la Longitud Crítica en Pendientes, es decir, la combinación de magnitud y longitud de pendiente que causa un descenso en la velocidad de operación del camión de "X" KPH. Este ábaco permite por lo tanto establecer la longitud máxima que puede darse a una pendiente de magnitud dada, si se desea evitar que la velocidad de operación

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE CURSO

de los camiones en horizontal disminuya en más de "X" KPH en las zonas en pendientes del trazado. Si la longitud y magnitud de una pendiente inevitable produce descensos superiores a los 25 KPH, en especial en caminos bidireccionales donde no existe visibilidad para adelantar, se impone la realización de un análisis técnico económico a fin de establecer la factibilidad de proyectar carriles de ascenso. FIGURA

2.5.3.3

403.04

VELOCIDAD

DE

CAMIONES

EN

PENDIENTE

Pendiente mínima. Error: Reference source not found

Pendientes Mínimas En los tramos en corte generalmente se evitará el empleo de pendientes menores de 0,5%.

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE CURSO

Podrá hacerse uso de rasantes horizontales en los casos en que las cunetas adyacentes puedan ser dotadas de la pendiente necesaria para garantizar el drenaje y la calzada cuente con un bombeo superior a 2%. 2.5.3.4

Curvas verticales. Error: Reference source not found

Necesidad de Curvas Verticales Los tramos consecutivos de rasante, serán enlazados con curvas verticales parabólicas cuando la diferencia algebraica de sus pendientes sea de 1%, para carreteras con pavimento de tipo superior y de 2% para las demás. 403.03.02 Proyecto de las Curvas Verticales Las curvas verticales serán proyectadas de modo que permitan, cuando menos, la distancia de visibilidad mínima de parada, de acuerdo a lo establecido en el Tópico 402.10 y la distancia de paso para el porcentaje indicado en la Tabla 205.02. Proyecto de las Curvas Verticales Las curvas verticales se proyectan, para que en su longitud se efectúe el paso gradual de la pendiente de la tangente de entrada a la de la tangente de salida. Deben dar por resultado una vía de operación segura y confortable, apariencia agradable y con características de drenaje adecuadas. Para una operación segura de los vehículos al circular sobre curvas verticales, especialmente si son convexas, deben obtenerse distancias de visibilidad adecuadas, como mínimo iguales a la de parada. Debido a los efectos dinámicos, para que exista comodidad es necesario que la variación de pendiente sea gradual, situación que resulta más crítica en las curvas cóncavas, por actuar las fuerzas de gravedad y centrífuga en la misma dirección. Generalmente se proyectan curvas verticales simétricas, es decir, aquellas en las que las tangentes son de igual longitud. Las tangentes desiguales o las curvas verticales no simétricas son curvas parabólicas compuestas. Por lo general, su uso se garantiza sólo donde no puede introducirse una curva simétrica por las condiciones impuestas del alineamiento. El proyecto de curvas verticales, puede resumirse en cuatro criterios para determinar la longitud de las curvas:

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA 

PROYECTO DE CURSO

Criterios de Comodidad. Se aplica al diseño de curvas verticales cóncavas en donde la

fuerza centrífuga que aparece en el vehículo al

cambiar de dirección se suma al peso propio del vehículo. Generalmente queda englobado siempre por el criterio de seguridad. 

Criterios de Operación. Se aplica al diseño de curvas verticales con visibilidad completa,

para evitar al usuario la impresión de un cambio

súbito de pendiente. 

Criterios de Drenaje. Se aplica al diseño de curvas verticales convexas ó cóncavas cuando están alojadas en corte. Para advertir al diseñador la necesidad de modificar las pendientes longitudinales de las cunetas.



Criterios de Seguridad. Se aplica a curvas cóncavas y convexas. La longitud de la curva debe ser tal, que en todo su desarrollo la distancia de visibilidad sea mayor o igual a la de parada. En algunos casos el nivel de servicio deseado puede obligar a diseñar curvas verticales con la distancia de visibilidad de paso.

403.03.03 Longitud de las Curvas Convexas. La longitud de las curvas verticales convexas, viene dada por las siguientes expresiones: (a) Para contar con la visibilidad de parada (Dp) Deberá utilizarse los valores de longitud de Curva Vertical de la Figura 403.01 para esta condición. (b) Para contar con la visibilidad de Paso (Da). Se utilizará los valores de longitud de Curva Vertical de la Figura 403.02 para esta condición. 403.03.04 Longitud de las Curvas Cóncavas. Los valores de longitud de Curva Vertical serán los de la Figura 403.03 403.03.05 Consideraciones Estéticas. La longitud de la curva vertical cumplirá la condición: L>V

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE CURSO

Siendo: L

:

Longitud

de

la

curva

(m)

V : Velocidad Directriz (Kph). 2.5.4 Sección transversal.

Error: Reference source not found

La sección transversal de una carretera en un punto de ésta, es un corte vertical normal al alineamiento horizontal, el cual permite definir la disposición y dimensiones de los elementos que forman la carretera en el punto correspondiente a cada sección y su relación con el terreno natural. Para agrupar los tipos de carreteras se acude a normalizar las secciones transversales, teniendo en cuenta la importancia de la vía, el tipo de tránsito, las condiciones del terreno, los materiales por emplear en las diferentes capas de la estructura de pavimento u otros, de tal manera que la sección típica adoptada influye en la capacidad de la carretera, en los costos de adquisición de zonas, en la construcción, mejoramiento, rehabilitación, mantenimiento y en la seguridad de la circulación. En el presente capítulo se describirán los elementos de la sección transversal normalizando sus dimensiones e inclinaciones, donde sea procedente. El diseño estructural del pavimento y obras de arte, si bien son determinantes en la sección transversal, son materia a ser normadas en otro documento, por ello se exponen aquí sólo aspectos geométricos que brinden coherencia al capítulo. Elementos Los elementos que integran y definen la sección transversal son: ancho de zona o derecho de vía, calzada ó superficie de rodadura, bermas, carriles, cunetas, taludes y elementos complementarios, tal como se ilustra en las Figuras 302.01 y 302.02 donde se muestra una sección en media ladera para una vía multicarril con separador central en tangente y una de dos carriles en curva.

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

SECCION

TRANSVERSA

TÍPICA

PROYECTO DE CURSO

A

MEDIA

LADERA

VÍA MULTICARRIL CON SEPARADOR CENTRAL EN TANGENTE

SECCION

TRANSVERSA

TÍPICA

A

MEDIA

LADERA

VÍA DE DOS CARRILES EN CURVA

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

2.5.4.1

PROYECTO DE CURSO

Ancho de carriles de circulación. Error: Reference source not found

Es la faja de terreno destinada a la construcción, mantenimiento, futuras ampliaciones de la Vía si la demanda de tránsito así lo exige, servicios de seguridad, servicios auxiliares y desarrollo paisajístico. En las carreteras ejerce dominio sobre el derecho de Vía, el MTC a través de la Dirección General de Caminos quien normará, regulará y autorizará el uso debido del mismo. 303.01 ANCHO DE LA FAJA DE DOMINIO 303.01.01 Ancho Normal La faja de dominio o derecho de Vía, dentro de la que se encuentra la carretera y sus obras complementarias, se extenderá más allá del borde de los cortes, del pie de los terraplenes, o del borde más alejado de las obras de drenaje que eventualmente se construyen, según la Tabla 303.01. TABLA

303.01

HOLGURA MÍNIMA DESEABLE ENTRE LÍMITES DE OBRA Y DE DERECHO DE VÍA (m)

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

Límites de obra determinados por:

Categoría

Otra Obra (*)

Autopistas o Multicarriles

6,00 (**)

Carretera de dos carriles (1ra. y 2da. clase) Carretera dos carriles (3ra. clase) (*)

PROYECTO DE CURSO

Excepto

obras

3,00 (**) 1,00

de

contención

de

tierras.

(**) Si existe camino lateral y esta obra discurre por el exterior de él (caso de las reposiciones servicios)

de estos

anchos

pueden

ser

nulos.

Además se presenta normas generales, para los bordes libres entre el cuerpo principal

de

la

obra

y

elementos externos en la Tabla 303.02. En muchos casos estos límites no podrán aplicarse

cabalmente,

para estos casos los límites serán los que resulten de la situación legal que se genere

y

las

negociaciones

específicas a fin de evitar expropiaciones excesivas. TABLA

303.02

DISTANCIAS MÍNIMAS ENTRE PIE DE TALUDES O DE OBRAS DE CONTENCIÓN Y UN ELEMENTO EXTERIOR Tipo de Obra

Camino de Servicio

Otras Obras

Distancia hasta el pie

5,00

2,00

303.01.02 Ancho Mínimo Serán los recomendados en la Tabla 303.03 TABLA

303.03

ANCHO MÍNIMO DE FAJA DE DOMINIO Tipo de Carretera

MATERIA: CARRETERAS II

Mínimo Deseable

Mínimo Absoluto

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE CURSO

(m)

(m)

Autopistas

50

30

Multicarriles o Duales

30

24

Dos Carriles (1ra. y 2da. Clase)

24

20

Dos Carriles (3ra. Clase)

20

15

Por Resolución Ministerial el MTC, especificará el ancho del derecho de Vía para cada carretera. Cuando el ancho de la faja de dominio compromete inmuebles de propiedad de particulares, compete al MTC realizar las acciones necesarias para resolver la situación legal que se genere. Para ejecutar cualquier tipo de obras y/o instalaciones fijas o provisionales, cambiar el uso a destino de las mismas, plantar o talar árboles, en el derecho de Vía, se requerirá la previa autorización de la Dirección General de Caminos del MTC, sin perjuicio de otras competencias concurrentes. 303.01.03 Previsión para tránsito de ganado En las zonas de frecuente tránsito de ganado, donde no es posible desviarlo por caminos de herradura, deberá ampliarse la faja de dominio en un ancho suficiente para alojar ese tránsito en caminos cercados. 303.02 ZONA DE PROPIEDAD RESTRINGIDA A cada lado del Derecho de Vía habrá una faja de Propiedad Restringida. La restricción se refiere a la prohibición de ejecutar construcciones permanentes que afecten la seguridad o visibilidad, y que dificulten ensanches futuros. El ancho de esa zona se muestra en la Tabla 303.04. Esta restricción deberá ser compensada mediante negociaciones específicas. TABLA ZONA

303.04 DE

PROPIEDAD

RESTRINGIDA

A

CADA

LADO

DEL DERECHO DE VÍA Clasificación

Zona de Propiedad Restringida (m)

Autopistas

35

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

Multicarril o Duales

25

Dos Carriles (1ra. y 2da. clase)

15

Dos Carriles (3ra. clase)

10

2.5.4.2

Bermas.

PROYECTO DE CURSO

Error: Reference source not found

Ancho de las Bermas En la Tabla 304.02, se indican los valores apropiados del ancho de las bermas. El dimensionamiento entre los valores indicados, para cada velocidad directriz se hará teniendo en cuenta los volúmenes de tráfico y el costo de construcción. Inclinación de las Bermas En las vías con pavimento superior la inclinación de las bermas se regirá según la Figura 304.01 para las vías a nivel de afirmado, en los tramos en tangente las bermas seguirán la inclinación del pavimento. En los tramos en curva se ejecutará el peralte, según lo indicado en el Párrafo 304.05 En zonas con un nivel de precipitación promedio mensual de 50 mm, en los cuatro meses del año más lluviosos, o para toda carretera construida a una altitud igual o mayor a 3 500 m.s.n.m.; la capa de superficie de rodadura de la calzada se prolongará, pavimentando todo el ancho de la berma o por lo menos un ancho de 1,50 m, a fin de proteger la estructura del pavimento. En el caso de que la berma se pavimente, será necesario añadir lateralmente a la misma para su adecuado confinamiento, una banda de mínimo 0,5 metros de ancho sin pavimentar. A esta banda se le denomina sobreancho de compactación (s.a.c.) y puede permitir la localización de señalización y defensas. TABLA

304.02

ANCHO DE BERMAS CLASIFICACI ÓN IMPORTANCI A (1) CARACTERÍS

SUPERIOR > 4000

PRIMERA

SEGUNDA

TERCERA

CLASE

CLASE

CLASE

4000 - 2001 2000-400

< 400

AP(2) MC DC DC DC TICAS OROGRAFÍA 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE CURSO

TIPO VELOCIDAD DEDISEÑO: 0,5 0,5

30 KPH

0 0 1,2 0,9 0,9 0,5

40 KPH 1,2 1,2

50 KPH

0 0 0 0 0 0 0 1,8 1,8 1,5 1,5 1,5 1,5 1,2 1,2 1,5 1,5 1,2 1,2 0,9 0,9

60 KPH 70 KPH 80 KPH 90 KPH 100 KPH 110 KPH 120 KPH 130 KPH 140 KPH

0 0 0 0 1,2 1,2 0,9 0,9 0,9

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1,8 1,8 1,8 1,8 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,2 1,5 1,5 1,5 1,2 1,2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,5 1,5 1,5

0 0 1,2

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8

0 0 1,5

0

0 0 2,0 2,0

0 0 0 2,0 2,0 1,8

0 0 1,8

0 1,5

0 0 2,0 2,0

0 0 0 2,0 2,0

0

0

0 0 2,5 2,5

0 0 2,0

0 0 2,5

0

0 2,5 0

150 KPH AP : Autopista NOTA 2: En caso de que una vía MC : Carretera Multicarril o Dual (dos clasifique como carretera de1ra. clase y a calzadas)

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

DC : Carretera

De

Dos

PROYECTO DE CURSO

Carriles pesar de ello se desee diseñar una vía multicarril, las características de ésta se

NOTA 1: En orografía tipo 3 y/o 4, donde deberán

adecuar

al

orden

superior

exista espacio suficiente y se justifique, inmediato. Igualmente si es una vía de por demanda, la construcción de una segundo orden y se desea diseñar una autopista, puede realizarse con calzadas autopista,

se

deberán

utilizar

a diferente nivel asegurándose que requerimientos

mínimos

del

ambas

calzadas

tengan

las superior

los orden

inmediato.

características de dicha clasificación. NOTA 3: Los casos no contemplados en la

presente

clasificación,

serán

justificados de acuerdo con lo que disponga el MTC y sus características serán definidas por dicha entidad. FIGURA 304.01 INCLINACIÓN TRANSVERSAL DE BERMAS

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE CURSO

2.5.4.3

Gálibo mínimo vertical.

Error: Reference source not found

2.5.4.4

Gálibo mínimo horizontal. Error: Reference source not found

2.54.5 Sobreancho en curvas horizontales.

Error: Reference source not found

La longitud normal para desarrollar el sobreancho será de 40 m. Si la curva de transición es mayor o igual a 40 m, el inicio de la transición se ubicará 40 m, antes del principio de la curva circular. Si la curva de transición es menor de 40 m, el desarrollo del sobreancho se ejecutará en la longitud de la curva de transición disponible. El desarrollo del sobreancho se dará, por lo tanto, siempre dentro de la curva de transición, adoptando una variación lineal con el desarrollo y ubicándose el costado de la carretera que corresponde al interior de la curva. Necesidad del sobreancho Las secciones en curva horizontal, deberán ser provistas del sobreancho necesario para compensar el mayor espacio requerido por los vehículos. Valores del sobreancho La Figura 402.02 muestra los valores de sobreancho. Los valores de sobreancho calculados podrán ser redondeados, para obtener valores que sean múltiplos de 0,10 metros. En la Tabla 402.04, se entregan los valores redondeados para el vehículo de diseño y 2 carriles. Para anchos de calzada en recta >7,0 m, los valores del sobreancho de la Tabla 402.04 podrán ser reducidos en el porcentaje que se da en la Figura 402.05 (a) en función a la radio de la curva. El valor del sobreancho, estará limitado para curvas de radio menor a lo indicado en la Tabla 402.05 (asociado a V < 80 Kph) y se debe aplicar solamente en el borde interior de la calzada. En el caso de colocación de una junta central longitudinal o de demarcación, la línea se debe fijar en toda la mitad de los bordes de la calzada ya ensanchada. Para radios mayores, asociados a velocidades mayores de 80 Kph, el valor del sobreancho será calculado en cada caso. TABLA

402.04

Ver

Tabla

VALORES DEL SOBREANCHO

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

L

(

EJE

POSTERIOR.

-

PARTE

PROYECTO DE CURSO

FRONTAL)

:

7,30

m

(C2)

Nº DE CARRILES : 2 V = 30 KPH V = 40 KPH V = 50 KPH V = 60 KPH V = 70 KPH V = 80 KPH Calc Recome Calc Recome Calc Recome Calc Recome Calc Recome Calc Recome ulo ndado R (m) (m) 252.78 2.8 2 2.5 2.5 8 302.35 2.4 352.05 2.1 371.95 2 401.82 1.9 451.64 1.7 501.5 1.5 551.38 1.4 601.28 1.3 701.12 1.2 801 1 900.91 0.9 10 0.83 0.9 0 12 0.72 0.8 0 13 0.67 0.7 0 15 0.6 0.6 0 20 0.48 0.5 0 25 0.4 0.4 0 300.35 0.4

ulo ndado (m) (m)

ulo ndado (m) (m)

1.79 1.8 1.64 1.7 1.51 1.5 1.41 1.4 1.24 1.3 1.11 1.1 1.01 1

1.36 1.4 1.23 1.2 1.12 1.1

0.93 0.9

1.03 1

1.13 1.1

0.81 0.8

0.9 0.9

0.99 1

0.76 0.8

0.85 0.9

0.94 1

0.68 0.7

0.76 0.8

0.85 0.9

0.93 0.9

0.55 0.6

0.62 0.6

0.69 0.7

0.76 0.8

0.83 0.8

0.47 0.5

0.53 0.5

0.59 0.6

0.66 0.7

0.72 0.7

0.41 0.4

0.47 0.55

0.52 0.5

0.58 0.6

0.64 0.6

MATERIA: CARRETERAS II

ulo ndado (m) (m)

ulo ndado (m) (m)

ulo ndado (m) (m)

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DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

0 35 0 40 0 45 0 50

PROYECTO DE CURSO

0.31 0.3

0.37 0.4

0.42 0.4

0.47 0.5

0.53 0.5

0.58 0.6

0.28 0.3

0.33 0.4

0.38 0.4

0.43 0.4

0.48 0.5

0.53 0.5

0.31 0.3

0.35 0.4

0.4 0.4

0.45 0.4

0.5 0.5

0.33 0.3

0.37 0.4

0.42 0.4

0.46 0.5

0.35 0.4

0.4 0.4

0.44 0.4

0.33 0.3

0.37 0.4

0.42 0.4

0.36 0.4

0.4 0.4

0.34 0.3

0.38 0.4

0 55 0 60 0 65 0 70 0 80 0 90 0

0.35 0.4 0.33 0.3

FIGURA 402.02 VALORES DE SOBREANCHO

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DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE CURSO

TABLA

402.05

FACTORES DE REDUCCION DEL SOBREANCHO PARA ANCHOS DE CALZADA EN RECTA > 7m. RADIO (R)

FACTOR DE

(m) 25 28 30 35 37 40 45 50 55 60 70 80 90 100 120

REDUCCION (m) REDUCCION 0.86 130 0.52 0.84 150 0.47 0.83 200 0.38 0.81 250 0.27 0.8 300 0.18 0.79 350 0.12 0.77 400 0.07 0.75 450 0.08 0.72 500 0.05 0.7 0.69 0.63 0.6 0.59 0.54 NOTA: El valor mínimo del sobreancho a aplicar es de 0,30 m.

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RADIO (R)

FACTOR DE

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PROYECTO DE CURSO

402.06.03 Longitud de transición y desarrollo del sobreancho La Figura 402.03 (a), (b) y (c), muestran la distribución del sobreancho en los sectores de transición y circular, con la cual se forma una superficie adicional de calzada, que facilita al usuario especialmente de vehículo pesado maniobrar con facilidad. En la Figura 402.03 (a), la repartición del sobreancho se hace en forma lineal empleando para ello, la longitud de transición de peralte de esta forma se puede conocer el sobreancho deseado en cualquier punto, usando la siguiente relación matemática.

Donde: San :

Sobreancho deseado en cualquier punto (m)

Sa

Sobreancho calculado para la curva, (m)

:

Ln : Longitud arbitraria, a la cual se desea determinar el sobreancho (m) L : Longitud de transición de peralte (m). La distribución del sobreancho cuando un arco de espiral empalma dos arcos circulares de radio diferente y del mismo sentido. Se debe hacer aplicando la siguiente relación matemática, la cual se obtiene a partir de una distribución lineal; la Figura 402.03 (c), describe los elementos utilizados en el cálculo.

Donde: San :

Sobreancho deseado en cualquier punto (m)

Sa1 :

Sobreancho calculado para el arco circular de menor curvatura (m)

Sa2 :

Sobreancho calculado para el arco circular de mayor curvatura (m)

Ln

:

Longitud arbitraria, a la cual se desea determinar el sobreancho (m)

L

:

Longitud del arco de transición (m).

FIGURA N° 402.03 Sobreancho en transición con espirales

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2.5.4.6

Bombeo.

PROYECTO DE CURSO

Error: Reference source not found

En tramos rectos o en aquellos cuyo radio de curvatura permite el contraperalte las calzadas deberán tener, con el propósito de evacuar las aguas superficiales, una inclinación transversal mínima o bombeo, que depende del tipo de superficie de rodadura y de los niveles de precipitación de la zona. La Tabla 304.03 especifica estos valores indicando en algunos casos un rango dentro del cual el proyectista deberá moverse, afinando su elección según los matices de la rugosidad de las superficies y de los climas imperantes. TABLA

304.03

BOMBEOS DE LA CALZADA Tipo de Superficie

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Bombeo (%)

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Precipitación: Pavimento Superior Tratamiento Superficial

PROYECTO DE CURSO




mm/año

mm/año

2,0

2,5

2,5

(*)

500

2,5 - 3,0

Afirmado 3,0 - 3,5 (*) 3,0 - 4,0 (*) En climas definidamente desérticos se pueden rebajar los bombeos hasta un valor límite de 2%. El bombeo se puede dar de varias maneras, dependiendo del tipo de plataforma y de las conveniencias específicas del proyecto en una zona dada. Estas formas se indican en la Figura 304.02. FIGURA 304.02 - BOMBEOS

2.5.5 Parámetros del alineamiento horizontal. Error: Reference source not found

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PROYECTO DE CURSO

GENERALIDADES Los criterios a aplicar en los distintos casos se establecen mediante normas y recomendaciones que el proyectista debe respetar y en lo posible, dentro de límites económicos razonables, superar, para lograr un trazado que satisfaga las necesidades del tránsito y brinde la calidad del servicio que se pretende obtener de la carretera. El buen diseño no resulta de una aplicación mecánica de la norma. Por el contrario, él requiere buen juicio y flexibilidad, por parte del proyectista, para abordar con éxito la combinación de los elementos en planta y elevación. El trazado debe ser homogéneo: sectores de este que permitan velocidades superiores a las de diseño no deben ser seguidos de otros en los que las características geométricas se reducen bruscamente. Las posibles transiciones entre una u otra situación, deberán darse en longitudes suficientes como para ir reduciendo las características del trazado a lo largo de varios elementos, hasta llegar a los mínimos absolutos permitidos, requeridos en un sector dado. 402.02 CONSIDERACIONES DE DISEÑO Adicionalmente a los parámetros numéricos de diseño especificados en la normativa para el alineamiento horizontal, se debe estudiar un número de controles, los cuales no están sujetos a demostraciones empíricas o a fórmulas matemáticas, pero son muy importantes para lograr carreteras seguras y de flujo de tránsito suave y armonioso. Para evitar el diseño geométrico que presenta vías inseguras e incómodas se deben usar los siguientes criterios generales: 

El alineamiento debe ser tan directo como sea posible, ser consistente a los contornos de topografía que siguen una línea de ceros, de



acuerdo con la línea de pendiente seleccionada. En un proyecto geométrico con velocidad de diseño especificada, se debe procurar establecer curvas con velocidad específica no muy



superior a la velocidad de diseño. En general el ángulo de deflexión para cada curva debe ser tan pequeño como sea posible, en la medida que las condiciones

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PROYECTO DE CURSO

topográficas lo permitan, teniendo en cuenta que las carreteras deben 

ser tan directas como sea posible. El alineamiento con tangente larga entre dos curvas del mismo sentido tiene un aspecto agradable, especialmente cuando no se alcanza a



percibir las dos curvas horizontales. Es necesario mediante sistemas de señalización horizontal y como medida de seguridad vial, separar la calzada de las bermas y los carriles entre sí de acuerdo con la dirección del tránsito.

2.5.5.1

Velocidad directriz o de diseño. Error: Reference source not found

La velocidad directriz o de diseño es la escogida para el diseño, entendiéndose que será la máxima que se podrá mantener con seguridad sobre una sección determinada de la carretera, cuando las circunstancias sean favorables para que prevalezcan las condiciones de diseño. 204.02

RELACIÓN

ENTRE

LA

VELOCIDAD

DIRECTRIZ

Y

LAS

CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS. La velocidad directriz condiciona todas las características ligadas a la seguridad de tránsito. Por lo tanto ellas, como el alineamiento horizontal y vertical, distancia de visibilidad y peralte, variarán apreciablemente con la velocidad directriz. En forma indirecta están influenciados los aspectos relativos al ancho de la calzada, bermas, etc. En las presentes normas las características geométricas, (radio mínimo de las curvas horizontales y verticales, distancias de visibilidad de parada y de sobrepaso, etc.) están relacionadas a cada velocidad directriz. 204.03 VELOCIDAD DE MARCHA. Denominada también velocidad de crucero, es el resultado de dividir la distancia recorrida entre el tiempo durante el cual el vehículo estuvo en movimiento, bajo las condiciones prevalecientes del tránsito, la vía y los dispositivos de control. Es una medida de la calidad del servicio que una vía proporciona a los conductores, y varía durante el día principalmente por la variación de los volúmenes de tránsito.

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PROYECTO DE CURSO

Para obtener la velocidad de marcha en un viaje normal, se debe descontar del tiempo total de recorrido, todo aquel tiempo en que el vehículo se hubiese detenido por cualquier causa. 204.04 VELOCIDAD DE OPERACIÓN En el diseño geométrico de carreteras, se entiende como velocidad de operación de un determinado elemento geométrico, la velocidad segura y cómoda a la que un vehículo aislado circularía por él , sin condicionar la elección de la velocidad por parte del conductor ningún factor relacionado con la intensidad de tránsito, ni la meteorología, es decir, asumiendo un determinado nivel de velocidad en función de las características físicas de la vía y su entorno, apreciables por el conductor. También se interpreta la velocidad de operación como la velocidad a la que se observa que los conductores operan sus vehículos. 204.05 RELACIÓN ENTRE LAS VELOCIDADES DE OPERACIÓN Y DE MARCHA Según se encuentre en la fase del estudio de una carretera existente o en el diseño de una nueva carretera, se podrán determinar las velocidades de operación en el primer caso, o simplemente estimarlas en el segundo, siempre considerando los distintos elementos geométricos a lo largo del trazado. Para la determinación de las velocidades de operación deberán tomarse datos de velocidades puntuales en la mitad de las curvas horizontales y de las rectas que tengan suficiente longitud. Así, se pueden obtener las sucesivas velocidades de operación o velocidades realmente prácticas como resultado o efecto operacional de

la

geometría de la vía. Con respecto a la velocidad de marcha y cuando no se disponga de un estudio real de ella en campo bajo las condiciones prevalecientes a analizar, se tomarán como valores teóricos los comprendidos entre el 85% y el 95% de la velocidad de diseño, tal como se muestran en la Tabla 204.01.

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PROYECTO DE CURSO

TABLA

204.01

VELOCIDADES DE MARCHA TEÓRICAS EN FUNCIÓN DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ

Velocidad directriz

30

40

50

60

70

80

90

100 110

120

130

140 150

27

36

45

54

63

72

81

90

108

117

126 135

Vd (KPH) Velocidad media demarcha

99

Vm (KPH) 25,5 34,0 42,5 51,0 59,5 68,0 76,5 85,0 93,5 102,0 110,5 119 127,5 Rangos de @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ Vm (KPH) 28,5 38,0 47,5 57,0 66,5 76,0 85,5 95,0 104,5 114,0 123,5 133 142,5 204.06 ELECCIÓN DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ La selección de la velocidad directriz depende de la importancia o categoría de la futura carretera, de los volúmenes de tránsito que va a mover, de la configuración topográfica 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 económicos y de las facilidades de financiamiento. Los presentes criterios establecen, en la Tabla 204.01., el rango de las velocidades de diseño que se deben utilizar en función del tipo de carretera según sus características. 204.07 VARIACIONES DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ. Los cambios repentinos en la velocidad de diseño a lo largo de una carretera deberán ser evitados. Se debe considerar como

longitud

mínima de un tramo la distancia

correspondiente a dos (2) Kilómetros, y entre tramos sucesivos no se deben presentar diferencias en las velocidades de diseño superiores a los 20 Km/h.

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2.5.5.2

PROYECTO DE CURSO

Coeficiente de fricción transversal.

Error: Reference source not

found 2.6.5.3

Peralte máximo admisible.Error: Reference source not found

Valores del Peralte Con el fin de contrarrestar la acción de la fuerza centrífuga, las curvas horizontales deben ser peraltadas; salvo en los límites fijados en la Tabla 304.08. Los valores máximos del peralte, son controlados por algunos factores como: Condiciones climáticas, orografía, zona (rural ó urbana) y frecuencia de vehículos pesados de bajo movimiento, en términos generales se utilizarán como valores máximos los siguientes: TABLA

304.04

VALORES DE PERALTE MÁXIMO Peralte Máximo (p)

Ver Figura

Absoluto

Normal

Cruce de Areas Urbanas

6,0 %

4,0 %

304.03

Zona rural (Tipo 1, 2 ó 3)*

8,0 %

6,0 %

304.04

Zona rural (Tipo 3 ó 4)

12,0 %

8,0 %

304.05

Zona rural con peligro de hielo 8,0 % 6,0 % 304.06 (*) El tipo corresponde a la clasificación vial según condiciones orográficas 304.05.02 Transición del bombeo al peralte. Se ejecutará a lo largo de la longitud de la Curva de Transición. Cuando no exista Curva de Transición, se seguirá lo normado en el Tópico 304.05.03. Para pasar del bombeo al peralte se girará la sección sobre el eje de la corona en carreteras de una calzada y en autopistas y carreteras duales se definirá claramente en el proyecto la ubicación del eje de giro. 304.05.03 Condicionantes para el Desarrollo del Peralte.

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PROYECTO DE CURSO

(a) Proporción del Peralte a Desarrollar en Tangente: Cuando no existe curva de transición de radio variable entre la tangente y la curva circular, el conductor sigue en la mayoría de los casos una trayectoria similar a una de estas curvas que se describe parcialmente en una y otra alineación. Lo anterior permite desarrollar una parte del peralte en la recta y otra en la curva. TABLA

304.05

PROPORCIÓN DEL PERALTE A DESARROLLAR EN TANGENTE p < 4.5%

4.5% < p < 7%

p > 7%

0,5p

0,7p

0,8p

Las situaciones mínima y máxima se permiten en aquellos casos en que por la proximidad de dos curvas existe dificultad para cumplir con algunas de las condicionantes del desarrollo del peralte. FIGURA 304.03

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PERALTE

PARA

PROYECTO DE CURSO

CRUCE

URBANO

FIGURA 304.04 PERALTE EN ZONA RURAL

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PROYECTO DE CURSO

FIGURA 304.05 PERALTE EN ZONA RURAL (Tipo 3 ó 4)

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PROYECTO DE CURSO

FIGURA 304.06 PERALTE EN ZONAS CON PELIGRO DE HIELO

(b) Longitud Mínima en Curva con Peralte Total En curvas de escaso desarrollo se deberá verificar que el peralte total requerido se mantenga en una longitud al menos igual a V/3,6 (m). 304.05.04 Desarrollo de Peralte entre Curvas Sucesivas.

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PROYECTO DE CURSO

Entre dos curvas del mismo sentido deberá existir, en lo posible, un tramo en tangente mínimo de acuerdo a lo establecido en la Tabla 304.06 por condiciones de guiado óptico.

TABLA

304.06

TRAMO EN TANGENTE ENTRE CURVAS DEL MISMO SENTIDO V (Kph)

30 40 50 60 70

80

90

100

110

120

130

140

Lr min. (m)

40 55 70 85 100

110

125

140

155

170

190

210

304.05.05 Giro del peralte El giro del peralte se hará en general, alrededor del eje de la calzada. En los casos especiales, como por ejemplo en terreno excesivamente llano, cuando se desea resaltar la curva, puede realizarse el giro alrededor del borde interior. 304.05.06 Peraltes Mínimos Las curvas con radios mayores que los indicados en la Tabla 304.07 para cada velocidad directriz mantendrá el peralte de 2%. TABLA

304.07

VALORES DE RADIOS CON PERALTE MÍNIMO Velocidad

Directriz Peralte 2% para curvas con radio

(Km/h)

mayor de m.

30

330

40

450

50

650

60

850

70

1150

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

80

1400

90

1700

100

2000

110

2400

> 120

3000

2.6.5.4

PROYECTO DE CURSO

Curvas circulares. Error: Reference source not found

Elementos de la Curva Circular En la Figura 402.01 se ilustran los diversos elementos asociados a una curva circular. La simbología normalizada que se define a continuación deberá ser respetada por el proyectista. Las medidas angulares se expresan en grados sexagesimales. P.C. :

Punto de inicio de la curva

P.I. :

Punto de Intersección de 2 alineaciones consecutivas

P.T. : E :

Punto de tangencia Distancia a externa (m)

M

:

Distancia de la ordenada media (m)

R T L L.C ∆

: : : : :

p

:

Longitud del radio de la curva (m) Longitud de la subtangente (P.C a P.I. y P.I. a P.T.) (m) Longitud de la curva (m) Longitud de la cuerda (m Angulo de deflexión (º) Peralte; valor máximo de la inclinación transversal de la calzada,

Sa :

sociado al diseño de la curva (%) Sobreancho que pueden requerir las curvas para compensar el aumento de espacio lateral que experimentan los vehículos al describir la curva (m)

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PROYECTO DE CURSO

Figura 402.01.... simbologia de curva circular

Las curvas circulares se definen por el radio. Fijada una cierta velocidad de diseño, el radio mínimo a considerar en las curvas circulares, se determinará en función de: 

El peralte y el rozamiento transversal movilizado.



La visibilidad de parada en toda su longitud.



La coordinación del trazado en planta y elevación, especialmente para

evitar pérdidas de trazado. En carreteras rurales, la mayoría de los conductores adopta una velocidad más o menos uniforme, cuando las condiciones del tránsito lo permiten. Cuando pasan de un tramo tangente a una curva, si estos no están diseñados apropiadamente, el vehículo deberá conducirse a una velocidad reducida, tanto por seguridad como por el confort de los ocupantes. Con el objeto de mantener la velocidad promedio y evitar la tendencia al deslizamiento se deben compatibilizar los elementos de la curva circular, con dimensiones que permitan esa maniobra. 2.6.5.5

Radios mínimos de curvas horizontales.

Error:

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PROYECTO DE CURSO

Los radios mínimos de curvatura horizontal son los menores radios que pueden recorrerse con la velocidad de diseño y la tasa máxima de peralte, en condiciones aceptables de seguridad y de comodidad en el viaje. Los radios mínimos para cada velocidad de diseño, calculados bajo el criterio de seguridad ante el deslizamiento, están dados por la expresión: V2

Rm =

127 (Pmáx + ƒ máx)

Rm : Radio Mínimo Absoluto V : Velocidad de Diseño Pmáx : Peralte máximo asociado a V (en tanto por uno). ƒmáx : Coeficiente de fricción transversal máximo asociado a V. El resultado de la aplicación de la expresión dada se muestra en la Tabla 402.01g. TABLA

402.01g

RADIOS MÍNIMOS Y PERALTES MÁXIMOS PARA DISEÑO DE CARRETERAS. Ubicación de la

Velocidad

Radio

Radio

dediseño

Þ máx% ƒ máx

(Kph) 30

4,00

0,17

33,7

35

40

4,00

0,17

60,0

60

50

4,00

0,16

98,4

100

60

4,00

0,15

149,2

150

70

4,00

0,14

214,3

215

80

4,00

0,14

280,0

280

(Alta

90

4,00

0,13

375,2

375

Velocidad)

100

4,00

0,12

835,2

495

110

4,00

0,11

1108,9

635

120

4,00

0,19

872,2

875

130

4,00

0,08

1108,9

1110

140

4,00

0,07

1403,0

1405

150 30

4,00 6,00

0,06 0,17

1771,7 30,8

1775 30

(con peligro

40

6,00

0,17

54,8

55

de Hielo)

50

6,00

0,16

89,5

90

60

6,00

0,15

135,0

135

Vía

Area

Urbana

Area

Rural

MATERIA: CARRETERAS II

calculado(m) Redondeado(m)

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

Area (Tipo

1,2

ó 3)

Area (Tipo 3 ó 4)

PROYECTO DE CURSO

70

6,00

0,14

192,9

195

80

6,00

0,14

252,9

255

90

6,00

0,13

437,4

335

100

6,00

0,12

560,4

440

110

6,00

0,11

755,9

560

120

6,00

0,09

950,5

755

130

6,00

0,08

1187,2

950

140

6,00

0,07

1476,4

1190

150 Rural30

6,00 8,00

0,09 0,17

755,9 28,3

1480 30

40

8,00

0,17

50,4

50

50

8,00

0,16

82,0

85

60

8,00

0,15

123,2

125

70

8,00

0,14

175,4

175

80

8,00

0,14

229,1

230

90

8,00

0,13

303,7

305

100

8,00

0,12

393,7

395

110

8,00

0,11

501,5

505

120

8,00

0,09

667,0

670

130

8,00

0,08

831,7

835

140

8,00

0,07

1028,9

1030

8,00 12,00

0,06 0,17

1265,5 24,4

1265 25

40

12,00

0,17

43,4

45

50

12,00

0,16

70,3

70

60

12,00

0,15

105,0

105

70

12,00

0,14

148,4

150

80

12,00

0,14

193,8

195

90

12,00

0,13

255,1

255

100

12,00

0,12

328,1

330

110

12,00

0,11

414,2

415

120

12,00

0,09

539,9

540

150 Rural30

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CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE CURSO

130

12,00

0,08

665,4

665

140

12,00

0,07

812,3

815

150 12,00 0,06 984,3 985 Normalmente resultan justificados radios superiores al mínimo, con peraltes inferiores al máximo, que resultan más cómodos tanto para los vehículos lentos, como para vehículos rápidos. Sí se decide emplear radios mayores que el mínimo, habrá que elegir el peralte en forma tal que la circulación sea cómoda, tanto para los vehículos lentos como para los rápidos. 2.6.5.6

Curvas circulares con radios superiores al mínimo.

Error:

Reference source not found 2.6.5.7

Curvas en las cuales no es necesario el peralte.

Error:

Reference source not found TABLA VALORES

304.08 DE

RADIO

POR

ENCIMA

DE

LOS

CUALES

NO

ES

INDISPENSABLE PERALTE V (Km/h)

30

40

50

60

70

80

90

> 100

R (m)

1000

1400

1800

2300

2800

3400

4100

5000

2.6.5.8

Curvas de transición.

Error: Reference source not found

Funciones Las curvas de transición tienen por objeto evitar las discontinuidades en la curvatura del trazo, por lo que, en su diseño deberán ofrecer las mismas condiciones de seguridad, comodidad y estética que el resto de los elementos del trazado. 402.07.02 Tipo de espiral de transición Se adoptará en todos los casos como curva de transición la clotoide, cuya ecuación intrínseca es: R . L = A2

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Siendo: R

:

L

:

A

:

radio de curvatura en un punto cualquiera Longitud de la curva entre su punto de inflexión (R = œ) y el punto de radio R Parámetro de la clotoide, característico de la misma

402.07.03 Elección del Parámetro para una Curva de Transición El criterio empleado para relacionar el parámetro de una clotoide con la función que ella debe cumplir en una Curva de Transición en carreteras, se basa en el cálculo del desarrollo requerido por la clotoide para distribuir a una tasa uniforme (J m/seg3), la aceleración transversal no compensada por el peralte, generada en la curva circular que se desea enlazar.

(*) Siendo: V

:

Velocidad de Diseño (Kph)

R

:

Radio de curvatura (m) Tasa uniforme (m/seg3 )

J p

:

Peralte correspondiente a V y R. (%)

(*) Representa la ecuación general para determinar el parámetro mínimo que corresponde a una clotoide calculada para distribuir la aceleración transversal no compensada, a una tasa J compatible con la seguridad y comodidad. Elección del Parámetro para una Curva de Transición El criterio empleado para relacionar el parámetro de una clotoide con la función que ella debe cumplir en una Curva de Transición en carreteras, se basa en el cálculo del desarrollo requerido por la clotoide para distribuir a una tasa uniforme (J m/seg3), la aceleración transversal no compensada por el peralte, generada en la curva circular que se desea enlazar.

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(*) Siendo: V

:

Velocidad de Diseño (Kph)

R

:

Radio de curvatura (m) Tasa uniforme (m/seg3 )

J p

:

Peralte correspondiente a V y R. (%)

(*) Representa la ecuación general para determinar el parámetro mínimo que corresponde a una clotoide calculada para distribuir la aceleración transversal no compensada, a una tasa J compatible con la seguridad y comodidad. A efectos prácticos, se adoptarán para J los valores indicados en la Tabla 402.06. TABLA

402.06

VARIACIÓN DE LA ACELERACIÓN TRANSVERSAL POR UNIDAD DE TIEMPO V (Km/h) 3

J (m/s )

V < 80

80 < V < 100

100 < V < 120 120 < V

0,5

0,4

0,4

0,4

Jmáx (m/s3) 0,7 0,8 0,5 0,4 Sólo se utilizarán los valores de Jmáx cuando suponga una economía tal que justifique suficientemente esta restricción en el trazado, en detrimento de la comodidad. En ningún caso se adoptarán longitudes de transición menores a 30 m. Elección del Parámetro para una Curva de Transición. La introducción de una curva de transición implica el desplazamiento del centro de la curva circular original en una magnitud que está en función del desplazamiento ∆R y del ángulo de deflexión de las alineaciones. El radio de la curva circular permanece constante y el desarrollo de esta es parcialmente reemplazado por secciones de las clotoides de transición. La Figura 402.05g, ilustra los conceptos antes mencionados y permite establecer las relaciones necesarias para el replanteo. R (m)

:

Radio de la curva circular que se desea enlazar

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d (m)

:

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Desplazamiento del centro de la curva circular original (C), a lo largo de la bisectriz del ángulo interior formado por las alineaciones, hasta (C), nueva posición del centro de la curva

R (m)

:

circular desplazada. Desplazamiento de la curva circular enlazada, medido sobre la normal a la alineación considerada, que pasa por el centro de la

Xp;Yp (m)

:

circunferencia desplazada de radio R. Coordenada de "P", punto de tangencia de la clotoide con la curva circular enlazada, en que ambos poseen un radio común R; referidas a la alineación considerada y a la normal a esta en el punto "O", que define el origen de la clotoide y al que corresponde

Xc; Yc (m) : :

radio infinito. Coordenada del centro de la curva circular desplazada, referidas

p (g)

al sistema anteriormente descrito. Angulo comprendido entre la alineación considerada y la tangente

:

en el punto P común a ambas curvas. Mide la desviación máxima  (g) OV (m)

: :

la clotoide respecto a la alineación. Deflexión angular entre las alineaciones consideradas. Distancia desde el vértice al origen de la clotoide, medida a lo

largo de la alineación considerada. Dc : Desarrollo de la curva circular, desplazada entre los puntos PP". (a) Ecuaciones Cartesianas De la Figura 402.06g dx = dL cos dx = dL sen a su vez: R = dL/d y = L/2R Mediante algunos reemplazos

Sustituyendo en dx; dy se llega a las integrales de Fresnel:

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Quedando en definitiva X e Y expresados como desarrollos en serie

Los valores de X e Y se obtienen de tablas o mediante programas de computación. Para los valores menores de  < 0.5 radianes (31.8 g), se recomienda evaluar los tres primeros términos de las series. FIGURA 402.05g ELEMENTOS DEL CONJUNTO CURVA DE TRANSICIÓN CURVA CIRCULAR

FIGURA 402.06g CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA CLOTOIDE

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(b) Expresiones Aproximadas Dado que las expresiones cartesianas de la clotoide son desarrollos en serie en función de , para ángulos pequeños es posible despreciar a partir del segundo término de la serie y obtener expresiones muy simples que sirven para efectuar tanteos preliminares en la resolución de algunos casos en que se desea combinar clotoides entre sí, clotoides entre dos curvas circulares. Los cálculos definitivos deberán efectuarse, sin embargo, mediante las expresiones exactas. De las ecuaciones cartesianas para X e Y se observa que: (Relación paramétrica exacta) Despreciando a partir del segundo término de la serie:

El desplazamiento ∆R puede también expresarse en forma exacta como un desarrollo en serie:

Si se desprecia a partir del segundo término, se tiene:

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Combinando las ecuaciones aproximadas para ∆R e Y se tiene:

Finalmente las coordenadas aproximadas del centro de la curva desplazada serán:

2.7 CONSIDERACIONES PARA MOVIMIENTOS DE TIERRAS. En la construcción de carreteras, el trabajo de mayor envergadura radica esencialmente en la ejecución del movimiento de tierras, partida que generalmente es la más abultada dentro del presupuesto y de cuya correcta realización y control dependerá el éxito de la obra. Se debe lograr la combinación de alineamientos y pendientes, que cumpliendo con las normas de trazado, permita la construcción de la carretera con el menor movimiento de tierras posible y con el mejor balance entre los volúmenes de excavación y relleno que se produzcan.

2.7.1 Determinación de áreas de la sección transversal.

Para el cálculo de movimientos de tierra previamente se deberá determinar las áreas de las secciones consecutivas con los datos obtenidos en el campo (terreno, topográfico) y los datos de la libreta de taludes con los cuales se elabora la libreta

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de cubicación. Existen varios procedimientos para determinar las áreas de las secciones transversales los más utilizados son:  

Descomposición en triángulos y aplicando el método de las cruces. El método analítico (o sea referido al sistema cartesiano), para la solución

 

de este método se emplea la computadora. Método gráfico (o del compás). Método matricial de coordenadas.

2.7.2 Determinación de volúmenes.

Una vez determinadas las áreas de las secciones transversales por cualquiera de los métodos anteriormente mencionados, se procede al cálculo del volumen comprendido entre dos secciones consecutivas, entonces se puede decir que el volumen entre ellas es igual a:

V 

Si  Si 1 d 2

Donde: V =

Volumen total entre las secciones.

Si =

Área de la primera sección.

Si+1 = Área de la segunda sección. d =

Distancia ente las dos secciones.

Figura 23 - Tipos de secciones transversales.

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Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (A.B.C. - 2007).

2.7.3 Movimientos de tierra.

Son tres las operaciones relacionadas con el movimiento de tierras en la construcción de carreteras: Excavación, Transporte y Formación de Terraplenes. El costo de una excavación y conformación de terraplenes está en función de la naturaleza, clase de terreno o clase de material. El costo del transporte depende del sentido en que se va a realizar dicho transporte y de la distancia del transporte, también de una adecuada organización

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del equipo de transporte o sea haciendo que todo el equipo esté trabajando constantemente.

2.7.3.1 Equipo para movimientos de tierra.



Excavación. -



Transporte. -



Tractor de orugas. Retroexcavadoras. Pala cargadora. Moto Traílas. Moto niveladora.

Generalmente se utilizan volquetas.

Conformación de Terraplenes. -

Equipo de transporte. Tractor y moto niveladora para extender el material.

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2.7.4 Coeficientes de variación volumétrica.



En el estudio económico de las obras de tierra, hay que tener en cuenta los cambios de volúmenes que sufre el terreno en el proceso de excavación,



transporte y conformación de terraplenes. Coeficiente de expansión: Se lo utiliza para cubicar el incremento del



material de banco al ser excavado que será posteriormente transportado. Coeficiente de contracción y comprensibilidad: Se determina para calcular el decremento del volumen de suelo en estado natural al ser compactado para la conformación de terraplenes.

2.7.4.1 Factor de carga.

El factor de carga (Fc), también permite determinar el peso del material suelto multiplicando por la densidad del material en corte. La densidad y el coeficiente de expansión de los diferentes materiales dependen primordialmente de la naturaleza del material, de la profundidad de donde se extrae, del contenido de agua, de la forma de excavar el material y del medio de transporte. Tabla 18 - Coeficiente de expansión y factor de carga de materiales comunes. Materiales sueltos Arcilla en banco Arcilla y grava Arcilla y grava mojada Tierra común Tierra común mojada Roca Fragmentada

Densidad Coef. De

Fc

Densidad en

Kg/m3 1.750 1.270

Expansión (%) Kg/m3 40 0.72 1.260 40 0.72 0.915

1.380

40

0.72 0.995

1.550 2.000 2.620

25 25 65

0.80 1.240 0.80 1.600 0.61 1.600

Fuente: Elaboración Propia.

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2.7.5 Diagrama de masas.

La curva masa busca el equilibrio para la calidad y economía de los movimientos de tierras, además es un método que indica el sentido del movimiento de los volúmenes excavados, la cantidad, así también las distancias de acarreo para el transporte del material para la conformación de terraplenes o para llevarlo al sitio de desperdicios y la localización de cada uno de ellos. Las diferentes variaciones en cortes y terraplenes están representadas por las ordenadas de masa, estas son la suma algebraica de todos los volúmenes de corte y terraplén afectados por un coeficiente de variabilidad volumétrica, con estas ordenadas se dibuja el diagrama de masas. Este diagrama se dibuja por tramo de carretera, en función a la libreta de cubicación, es decir de un paso longitudinal a otro. La realización de este diagrama generalmente se considera para terrenos montañosos, ya que terrenos llanos están conformados solo por terraplenes. Figura 24 - Diagrama de masas.

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Fuente: Elaboración Propia.

2.7.5.1 Posición económica de la compensadora.

En un diagrama de masas cuando la compensadora corta el mayor número de veces que produce los mínimos costos de movimiento de tierras, recibe el nombre de compensadora general, esta no es una línea continua, debe interrumpirse en ciertos tramos debiéndose situar varias compensadoras, lo que origina lógicamente tramos no compensados que tendrán exceso o falta de material.

2.7.5.2 Acarreos. Los acarreos consisten en el transporte de materiales producto de cortes y préstamos a lugares determinados, ya sea para formar terraplenes o llevar el corte a los sitios de desperdicio.

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2.7.5.3 Acarreo libre. El acarreo libre es la distancia mínima a la cual puede ser acarreado un material dentro de un precio unitario pactado para la excavación. La distancia libre de acarreo está relacionada con el equipo mecánico que se requiere para la construcción, en los contratos se especifica el acarreo libre, tomando generalmente los siguientes valores: volqueta 3 Km., tractor 50 m. moto traílla 2 Km. El acarreo libre es la distancia mínima que recorre el equipo o maquinaria para llevar a cabo las siguientes operaciones: Extracción, Carga, Acarreo y Descarga.

2.7.5.4 Sobre acarreo.

Es la distancia que sobrepasa la distancia de acarreo libre, esta es una de las mayores utilidades del diagrama de masas, pues facilita la determinación de las distancias de sobre acarreo y de los respectivos volúmenes para especificar el pago a los contratistas, el sobre acarreo se mide en metro cúbico - Hectómetro o en metro cúbico - kilómetro.

2.8 CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DE OBRAS DE DRENAJE EN CARRETERAS. El drenaje en una carretera busca eliminar el exceso de agua superficial sobre la franja del camino, restituir la red de drenaje natural, la cual puede verse afectada por el trazado y evitar que el agua subterránea pueda comprometer la estabilidad de la base, de los terraplenes y cortes del camino. Para cumplir estos fines se requiere:

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

Estimar la magnitud y frecuencia del escurrimiento producido por las



tormentas. Conocer el drenaje superficial natural del terreno y restituir aquellos

 

drenajes interceptados por el camino. Determinar las características del flujo de agua subterránea. Estudiar el efecto que la carretera tiene sobre los canales y cursos de agua existentes, cuyo trazado deba ser modificado.

2.8.1 Hidrología.

El objetivo fundamental de la hidrología es el de obtener los caudales de diseño de las obras de drenaje de la carretera, ya sea drenaje transversal, superficial o subsuperficial. En términos simples, el estudio hidrológico se divide en cinco pasos característicos:     

Elección del Período de Retorno (T). Caracterización hidrográfica del Área de Estudio. Recopilación de datos meteorológicos. Análisis de los datos hidrológicos. Estimación de los caudales de diseño.

2.8.1.1 Duración de precipitación.

Es la duración de una lluvia, que es el tiempo que tarda ésta en precipitarse sobre la superficie terrestre.

2.8.1.2 Intensidad de precipitación.

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Es la mayor o menor cantidad de agua que cae en un lapso de tiempo determinado, se expresa en milímetros/hora o como caudal en litros/seg./ha.

2.8.1.3 Frecuencia de una precipitación.

Es una medida de probabilidad de ocurrencia de eventos mayores o iguales que el que se analiza. Generalmente se relaciona con el período de retorno (Tr). Por ejemplo, el aguacero que tiene una frecuencia del uno por mil tiene una probabilidad de ser igualado o excedido una vez cada mil años en promedio. Para este aguacero el período de retorno es de mil años.

2.8.1.4 Tiempo de concentración de la precipitación.

Se define como el lapso de tiempo, bajo precipitación constante, que tarda el agua en ir desde el punto más distante – hidráulicamente definido dentro la cuenca – hasta el punto de evacuación o control. Se lo determina con las siguientes expresiones:

 L3  Tc     H 

0.385

 L3   1  Tc    0.385   1.055   H

Donde: Tc

= Tiempo de concentración (horas)

L

= Longitud del cauce principal (Km.)

H

= Diferencia de elevación (m.)

2.8.2 Factores que afectan el caudal del escurrimiento.

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Son factores topográficos y climáticos; ambos se encuentran interrelacionados en sus efectos de producir inundaciones. En cuanto a la topografía podemos indicar las características de las cuencas de drenaje, su tamaño, forma, pendiente de las áreas de drenaje, permeabilidad de los depósitos de aguas subterráneas y uso de la tierra. Los factores climáticos que influyen en el escurrimiento son principalmente, las lluvias, las nevadas y la evapotranspiración todos los cuales sufren cambios estacionales.

2.8.3 Drenaje en carreteras.

El diseño hidráulico para carreteras emplea los principios básicos del flujo de fluidos, particularmente aquellos que se relacionan con los canales abiertos y los conductos cerrados. En la mayoría de los casos, las soluciones se enfocan como el simple problema de desaguar volúmenes ocasionalmente grandes de agua de precipitaciones. El flujo de varias corrientes puede recogerse y llevarse bajo la carretera en una sola localización. Frecuentemente las corrientes son desviadas a canales que difieren de sus predecesores en su longitud, su sección transversal y sus características de flujo. Los datos requeridos para efectuar un estudio de drenaje son: 

Cartas topográficas con curvas de nivel, perfiles y secciones transversales



a lo largo del eje de la vía, etc. Curva de Intensidad, Duración y Frecuencia.

Cuando una carretera está ubicada en un corte, el escurrimiento puede captarse en cunetas laterales poco profundas. Por lo común, estas tienen una sección transversal trapezoidal, triangular o redonda, y deben ser suficientemente

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profundas como para drenar la sub-base del pavimento y llevar el flujo de diseño de precipitaciones hasta un punto de descarga. Se debe tener cuidado en diseñar las cunetas de modo que la base del relleno inclinado adyacente no sufra una erosión excesiva. Para flujos más grandes de agua que la capacidad de una cuneta poco profunda se utilizan canales pavimentados o tubos de desagüe con capacidades mayores.

2.8.3.1 Caudal de diseño.

Es el volumen de agua estimado que llega a las obras de drenaje y su determinación debe realizarse con el mayor grado de precisión, a fin de poder fijar económicamente el tamaño de la estructura requerida y disponer del agua de escurrimiento sin que ocurran daños a la carretera. Existen diferentes métodos para determinar el caudal de diseño como:   

Registro de corrientes individuales y observación de estructuras existentes. Uso de fórmulas empíricas para determinar la máxima descarga. Uso de fórmulas empíricas para determinar directamente el área de



desagüe requerida. Aplicación de hidrogramas.

Entre las fórmulas empíricas que relacionan la lluvia con el drenaje tenemos la fórmula del Método Racional que es un método usado casi universalmente para calcular el caudal de diseño. Así tenemos:  m3  Q  C  I  A   s 

Donde: Q

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= Caudal

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C

= Coeficiente de escorrentía (Adimensional)

I

= Intensidad de la lluvia (m/seg.)

A

= Área interesada de la cuenca (m2)

Se recomienda el uso de ésta fórmula para cuencas menores a 500 ha.

2.8.4 Diseño hidráulico de canales.

Todos los diseños de cunetas de caminos, están basados en los principios del flujo de canales abiertos, se deben distinguir los siguientes elementos del canal: 

Área o superficie mojadas, que se refiere a la sección transversal de la



corriente de agua que conduce el canal. Perímetro mojado, que es la longitud de la línea de intersección del plano

 

de la sección transversal con la superficie mojada del canal. Radio hidráulico, que es la relación entre el área y el perímetro mojado. Factor de sección, que es el producto del área por la raíz cuadrada de la profundidad hidráulica.

En el diseño de canales se partirá del caudal “Q” de escurrimiento calculado con la fórmula racional, determinando la sección de los mismos mediante la aplicación de la fórmula de Manning para canales abiertos. 2

V 

1

1  R3  S 2 n

Donde: V

= Velocidad media (m/seg.)

R

= Radio hidráulico (m.)

S

= Pendiente del canal (%)

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n

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= Coeficiente de rugosidad de Manning.

Para comprobar la sección elegida se empleará la fórmula de gasto: 2

Q

1

1  R3  S 2  A n

2.8.4.1 Tipos de canales.

Existen distintos canales, en la siguiente figura se muestra un cuadro con el tipo de canal según la forma geométrica de su sección y sus propiedades hidráulicas. Figura 25 - Tipos de canales y sus características.

2.8.5 Alcantarillas.

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Son conductos cerrados empleados para el drenaje de las carreteras con excepción de los drenajes de precipitación. El diseño de las alcantarillas merece una seria atención, debiendo realizar estudios previos de hidrología, topografía e hidráulica para su correcto diseño. Figura 26 - Componentes de una alcantarilla.

Fuente: SHERAR James, 1992.

2.8.5.1 Tipos de alcantarillas.

Los más comunes son los de hormigón, para las luces más pequeñas se emplean tubos de tamaños comerciales, con el arco rebajado como un sustituto cuando el espacio es limitado.

Para aberturas de tamaño moderado, compiten las

alcantarillas de tubo y de caja.

Para las luces más grandes,

se utilizan

generalmente alcantarillas de caja de paso sencillo o múltiples, aunque a veces se prefiere uno o más tubos de gran diámetro, de concreto reforzado o placas metálicas unidas por pernos.

2.8.5.2 Diseño hidráulico de alcantarillas.

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La mira en el diseño hidráulico de alcantarillas es encontrar el tipo y el tamaño de las mismas, que desagüe más económicamente el flujo de una precipitación de frecuencia establecida. En el diseño de alcantarillas el tiempo de retorno varía desde 5 a 10 años, siendo el más usado de 10 años, para alcantarillas de sección transversal menores a 4 m2. Inicialmente, la selección de la alcantarilla se realiza buscando la que más se adapte al cauce del canal de drenaje. En canales estrechos y profundos que lleven altos flujos en épocas lluviosas, es más conveniente instalar alcantarillas estrechas y altas. En zonas planas sin cauces definidos, el agua escurre en grandes volúmenes pero pequeñas alturas, en este caso una alcantarilla de cajón de varias celdas o aberturas será la indicada. Las alcantarillas de cajón son las más populares debido a la simplicidad de su construcción son adecuadas cuando trabajan bajo condiciones de comprensión moderada o rellenos muy bajos. Las alcantarillas de varias celdas se adaptan a rellenos moderados y a largos cursos de agua, son ventajosas cuando la pendiente del terreno es fuerte y la altura del relleno está restringida.

2.8.5.3 Pendiente crítica en alcantarillas.

La pendiente crítica está en función de: caudal unitario, profundidad crítica, velocidad crítica, área crítica perímetro mojado y radio hidráulico.

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La fórmula que permite obtener la pendiente crítica es:

Q  n  S 2

2

La

pendiente

ideal

de

una

A R 3

alcantarilla es la que no ocasiona sedimento ni velocidad excesiva y además evita la erosión.

2.8.5.4 Área de la sección de una alcantarilla.

Para calcular el área de la sección de la alcantarilla podemos mencionar los siguientes métodos:  

Inspección de estructuras viejas existentes aguas arriba o aguas abajo. Uso de fórmulas empíricas para determinar directamente el tamaño de la



sección requerida. Uso de fórmulas para hallar la cantidad de agua que llega a la alcantarilla, empleando luego una segunda fórmula para determinar el tamaño adecuado para descargar dicho caudal.

Podemos dar a conocer la fórmula de Talbot, es la fórmula más utilizada:

A  0.183  C  4 M 3

Donde: A = Área libre del tubo en m2 M = Área que se desea evacuar en Ha. C =

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Coeficiente que depende del entorno de la cuenca.

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PROYECTO DE CURSO

2.8.6 Cunetas.

Las cunetas son canales abiertos que sirven para interceptar el agua superficial que proviene de la plataforma y de los taludes, cuando existen cortes. Las aguas que fluyen por las zanjas se descargan en los canales de desviación, los cuales se prolongan a lo largo de los taludes del terraplén. Existen varios tipos de cunetas, pero en carreteras las más recomendables son las cunetas triangulares y trapezoidales. Las trapezoidales permiten un mantenimiento y limpiado más fácil y rápido. Figura 27 - Secciones de cunetas más usadas.

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8Vo Semestre.

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

PROYECTO DE

CURSO

MATERIA: CARRETERAS II Semestre.

CURSO: 8Vo

DISEÑÓ DE UNA CARRETERA

2.8.3.1

PROYECTO DE CURSO

Cunetas para protección de terraplén.

Las cunetas para la protección de terraplenes son similares a las de protección de corte; tienen como objetivo interceptar las aguas que escurren por la superficie del terreno impidiendo de esta manera que afecten al pie del talud del terraplén. Asimismo tienen la finalidad de recibir las aguas de las zanjas y cunetas de corte, conduciéndolas con seguridad a un dispositivo de transporte de aguas.

Las

cunetas de protección de terraplén deben ser localizadas al pie del talud del terraplén a una distancia aproximada de 2 a 3 metros.

2.8.3.2 Cunetas de corte y terraplén.

Las cunetas de corte y terraplén tienen como objetivo captar las aguas que se precipitan

sobre

la

plataforma

y

taludes

de

corte

para

conducirlas

longitudinalmente por la carretera. Las cunetas de corte conducen el agua hasta el punto de transición entre el corte y el terraplén, de modo de permitir la salida lateral hacia el terreno natural o hacia los drenajes en el terraplén, o entrar a la caja colectora de un drenaje transversal de la carretera.

2.9 PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DEL PAQUETE ESTRUCTURAL.

2.9.1 Pavimentos para tránsito vehicular.

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

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PROYECTO DE CURSO

Existen dos tipos de pavimentos, los rígidos y los flexibles. La idea básica en la construcción de un camino para uso bajo cualquier condición climática, es la preparación de una subrasante o fundación conveniente, proveer el drenaje necesario y construir un pavimento que: 

Tenga un espesor total y una resistencia interna suficiente para soportar las

 

cargas del tránsito esperado. Impida la penetración o acumulación interna de la humedad. Disponga de una superficie de rodamiento lisa, resistente al deslizamiento y resistente al uso, distorsión y deterioro provocado por agentes climáticos y substancias químicas para evitar el congelamiento.

La función estructural de un pavimento es soportar las cargas de las ruedas en su superficie, transferir y distribuir dichas cargas a la subrasante sin sobrepasar la resistencia de la misma ni la resistencia interna del pavimento. La siguiente figura muestra la carga de una rueda W, que es transmitida a la superficie del pavimento a través del neumático como una presión vertical aproximadamente uniforme, Po. El pavimento distribuye la carga de la rueda a la subrasante de manera tal que la presión máxima sobre ésta es solamente P1. Mediante una selección adecuada de materiales y con un espesor de pavimento apropiado, P1 será suficientemente pequeña para ser soportada fácilmente por la subrasante. Figura 28 - Transferencia de cargas al pavimento.

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CURSO: 8vo Semestre.

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2.9.2 Pavimento flexible.

Figura 29 - Componentes de un paquete estructural.

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Fuente: Elaboración Propia. El pavimento flexible es la estructura de las carreteras constituida por un conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales y de varios centímetros de espesor, formadas por materiales de diferentes características de textura, espesor y resistencia, los mismos que están adecuadamente compactados por capas. Su característica principal es que la capa de rodadura, por donde circulan los vehículos, está compuesta principalmente por un material asfáltico.

2.9.3 Subrasante natural.

Es aquel terreno que sirve de cimiento al paquete estructural, es la que soporta últimamente las cargas. La constituyen los terraplenes conformados con materiales, de corte o de préstamo, y las secciones de corte en terreno natural. El paquete estructural se construye sobre el terreno de fundación, por tanto su capacidad soporte, particularmente en la parte superior, es determinante para el espesor de los pavimentos. Cuando el terreno de fundación está constituido por limos o arcillas altamente comprensibles, la falta de resistencia es particularmente crítica y la obra vial exigirá estructuras de pavimento relativamente altas. Las arenas o limos muy sueltos pueden plantear, además problemas de erosión. Los suelos granulares, por lo general, tienen excelente capacidad de soporte y características de comprensibilidad que no provocan problemas de asentamientos. De su capacidad de soporte depende, en gran parte, el espesor que debe tener un pavimento, sea este flexible o rígido. Si el terreno de fundación es pésimo, debe desecharse ese material y sustituirse por otro de mejor calidad.

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Si el terreno de fundación es malo y se halla formado por un suelo fino, limoso o arcilloso, susceptible de saturación, habrá de colocarse una sub base granular de material seleccionado antes de poner la base y la capa de rodamiento. Si el terreno de fundación es regular o bueno y está formado por un suelo bien graduado que no ofrece peligro de saturación, o por un material de granulometría gruesa, posiblemente no se requerirá la capa de sub base. Finalmente, sin el terreno de fundación es excelente; es decir, que tiene un valor soporte elevado y no existe.

Además, la posibilidad que se sature de agua,

bastaría colocar encima la capa de rodamiento.

2.9.3.1 Determinación del C.B.R. de diseño de la subrasante.

Después que los valores de C.B.R. son determinados en laboratorio por agrupación para cada suelo, se procede a determinar el valor de la Resistencia de la Subrasante. La designación del Valor de la Resistencia de la Subrasante (C.B.R.), es definida como el valor de resistencia al 90% de todos los valores de los ensayos acumulados. Tabla 19 - Clasificación general y usos del suelo de acuerdo al C.B.R. CBR

Clasificación general

Usos

Clasificación AASHTO

0–3

Muy Pobre

Subrasante

A5, A6, A7

3–7

Pobre a Regular

Subrasante

A4, A5, A6, A7

7 – 20

Regular

Subbase

A2, A4, A6, A7

20 – 50

Bueno

Base, Subbase

A1b, A2-5, A3, A2-6

˃ 50

Excelente

Base

A1-a, A2-4, A3

Fuente: AASHTO. Tabla 20 - Clasificación de acuerdo al C.B.R.

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CBR 0–5 5 – 10 10 – 20

CLASIFICACIÓN Subrasante muy mala Subrasante mala Subrasante regular a buena

20 – 30

Subrasante muy buena

30 – 50

Subbase buena

50 – 80

Base buena

PROYECTO DE CURSO

80 – 100 Base muy buena Fuente: AASHTO.

2.9.3.2 Mejoramiento de la subrazante. El algunas ocasiones el terreno de cimentación no será bueno para soportar a las vías terrestres y las cargas a las que pueda ser sometido, entonces se deberá realizar un mejoramiento del suelo para aumentar sus propiedades mecánicas de resistencia y comprensibilidad. Los principales métodos son los siguientes:      

Suelo - agregado. Suelo - cal. Suelo – cemento. Suelo – sal. Suelo – asfalto. Suelo – aditivo químico.

2.9.3.3 Función de las capas base y sub base. El propósito de las capas base y sub base es el de distribuir las cargas del tránsito sobre la subrasante o fundación; para satisfacer este propósito, bases y sub bases deben ser construidas con propiedades de resistencia interna necesarias.

2.9.4 Capa sub base.

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Son capas de material granular seleccionado que se coloca encima de la subrasante y tienen por objeto:   

Incrementar la capacidad soporte del pavimento. Servir de capa drenante del pavimento. Controlar y eliminar en lo posible los cambios de volumen, elasticidad y



plasticidad perjudiciales que podría tener la subrasante. Controlar la ascensión capilar del agua proveniente de las napas freáticas cercanas o de otras fuentes protegiendo al pavimento de hinchamientos que se producen por efectos de las heladas.

El material de sub base debe ser granular seleccionado gradacionalmente y tener mayor capacidad soporte que el suelo de fundación compactado (Subrasante).

2.9.5 Capa Base.

Son capas que tienen la finalidad de absorber los esfuerzos transmitidos por las cargas de los vehículos, además uniformemente los esfuerzos a la sub base y subrasante, incrementando la capacidad soporte del pavimento. Las Capas Bases deben ser de materiales granulares triturados o semi triturados del Tipo A-1 procedentes de ríos o canteras, o bien formadas por mezclas de suelos con materiales bituminosos, cemento Portland u otro material ligante.

2.9.6 Carpeta asfáltica.

La carpeta de rodadura consistirá en la construcción de una carpeta asfáltica preparada en caliente y en planta, la cual será colocada sobre la capa base granular, es la encargada de cumplir tres misiones esenciales:

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

PROYECTO DE CURSO

Proporcionar una textura segura y adecuada para el movimiento de los vehículos Sobre esa rugosidad radica la resistencia al deslizamiento, y, por



lo tanto, la seguridad frente a muchos accidentes. Misión resistente de protección de todo el conjunto del pavimento ante las cargas de los vehículos que se aplican directamente, sufriendo no sólo por



el paso de los mismos sino por todos los esfuerzos tangenciales, succiones. Impermeabilidad adecuada y drenaje superficial.

2.9.6.1 Materiales para carpetas asfálticas.

Agregado grueso: Se compondrá de piedras o gravas trituradas, sus partículas serán duras o compactas, debe ser limpio, carente de contenido de arcilla y materia orgánica, el porcentaje del Desgaste de Los Ángeles menor al 40%, presentar un índice laminar menor a 35%, la resistencia a los sulfatos Na2SO4 menor a 9% y la adherencia (al asfalto) mayor al 95%. Agregado fino: Material que pasa la malla No 8 serán arenas naturales y trituradas, no deben contener arcilla ni materia orgánica, los granos deben ser compactos, el porcentaje del Desgaste Los Ángeles menor al 40%. Filler mineral: Serán partículas inorgánicas muy finas, de origen mineral (polvo de trituración) o cemento Portland.

2.9.7 Método de diseño AASTHO-97. Para poder realizar el cálculo del paquete estructural por el método AASTHO-97 es necesario tener las siguientes consideraciones:   

Se debe conocer el C.B.R. de la subrasante, sub base y base. La estabilidad Marshall de la capa de rodadura. De los tres (3) espesores del pavimento, dos (2) son preestablecidos y el tercero se calcula.

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

PROYECTO DE CURSO

Se debe tener un buen control de tráfico, en porcentaje de livianos, medianos y pesados y transformar sus cargas a Ejes Equivalentes de carga

 

patrón. El Factor Regional R debe ser conocido. Los coeficientes de drenaje m2 y m3.

Como primer paso, se utiliza el valor del C.B.R. de la subrasante, calculado previamente, para la determinación del valor soporte del suelo (S), mediante el uso de la tabla indicada. Una vez encontrado el valor soporte (S), y con el dato de los equivalentes (EE), y el valor regional (R), entramos a la tabla respectiva, para encontrar el SN, (Número estructural pesado). Los coeficientes a1, a2, a3, se hallarán utilizando los datos de la Estabilidad Marshall en lbs. Dato correspondiente a la carpeta asfáltica, para a1, a2, a3. Cada uno de los coeficientes se determinará de los gráficos correspondientes. Al tener fijados los espesores D1 y D2de la carpeta asfáltica y de la capa Base respectivamente se hallará D3 correspondiente a la capa Sub base, utilizando la ecuación que a continuación se muestra dejando la variable requerida. SN

=

Número Estructural.

a1, a2, a3

=

Coeficientes.

D1

=

Espesor carpeta asfáltica.

D2

=

Espesor de la capa Base.

D3|

=

Espesor capa Sub base.

M1 y m2

=

coeficiente de drenaje.

2.9.7.1 Drenaje. La humedad tiene una gran influencia sobre las propiedades de los materiales que constituyen el Paquete Estructural, se debe tratar de reducir o eliminar el agua en los Pavimentos.

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PROYECTO DE CURSO

El método de la AASHTO propone la utilización de coeficientes modificados para las capas de pavimento, en función de las características de drenaje de los materiales. Para eso, la calidad del drenaje es definida en función del tiempo exigido para la remoción del agua del pavimento. Tabla21 - Calidad de drenaje en pavimentos flexibles. Calidad de Drenaje Excelente Bueno Regular Pobre Muy pobre

Agua removida en: ½ día 1 día 1 semana 1 mes nunca

Tabla 22 -Tiempo requerido para drenar la capa base. Calidad de Drenaje Excelente Bueno Regular Pobre Muy pobre

50% de saturación en: 2 horas 1 día 1 semana 1 mes El agua no drenada

80% de saturación en: 2 horas 2 – 5 horas 5 – 10 horas Más de 10 horas Mucho más de 10 horas

Fuente: AASHTO. Tabla 23 - Coeficiente de drenaje para pavimentos flexibles. Calidad de Drenaje Excelente Bueno Regular Pobre Muy pobre

% Tiempo en que el pavimento está expuesto a niveles de % h próximos a la saturación L

Donde: L

= Longitud de curva vertical (m.)

S

= Distancia de visibilidad (m.)

A

= Diferencia algebraica de pendientes (%)

Tabla 72 – Curvas verticales convexas. Velocidad K = L/A ( m / % ) De diseño De marcha (Km/h) Calculado Redondeado (Km./h) 40 70

38 63

3.16 – 3.41 3-4 21.92 – 30.39 22 - 31

Fuente: Manual de diseño de carreteras (A.B.C, 2007)

Curvas verticales cóncavas. L

A S2 120  3.5 S

L  2S 

Cuando S < L

120  3.5 S A

Cuando S > L

Tabla 73 – Curvas verticales cóncavas. Velocidad K = L/A ( m / % ) De diseño De marcha (Km/h) Calculado Redondeado (Km./h) 40 70

38 63 - 70

6.20 – 6.64 6-7 19.62 – 24.08 20 - 25

Fuente: Manual de diseño de carreteras (A.B.C, 2007)

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑO DE CARRETERA

3.5.4.3

PROYECTO DE GRADO

Sección Transversal y Derecho de vía.

Referente al derecho de vía, para la categoría III se tiene un ancho de 40 – 80 m. por lado del eje de la carretera; por lo tanto el ancho adoptado fue de 50 m., teniendo un total de 100 m. por derecho de vía para la carretera diseñada.

3.5.4.4

Pendientes Transversales.

La pendiente transversal adoptada, tanto para los carriles y bermas es de 2.5%, debido a que la calzada será pavimentada. 3.5.4.5

Taludes.

Se propone diseñar taludes y cunetas habitualmente utilizados de acuerdo al terreno. Por lo tanto por razones de seguridad vial, estabilidad de taludes y control de erosión, se propone los taludes (V:H) que se muestran a continuación.

Tabla 74 – Taludes de corte y relleno Tipo/Material

Tierra

Corte Relleno

H:V 1:2 2:1

Compacta

Fuente: Manual de diseño de carreteras (A.B.C, 2007) Para el cuadro indicado se ha tomado en cuenta las características del tipo de material existente de la zona de emplazamiento (Tierra compacta). 3.5.4.6

Secciones de Cunetas.

Se propone una sección triangular con un talud de (H/V) 2:1, con una altura de 0.30 m. y con un contra talud referente al tipo de terreno. 3.6

MOVIMIENTO DE TIERRAS.

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑO DE CARRETERA

PROYECTO DE GRADO

El trabajo de mayor envergadura del proyecto radica esencialmente en la ejecución del movimiento de tierras , partida que generalmente es la mas abultada dentro del presupuesto y cuya correcta realización dependerá no solo del éxito técnico de la obra sino también de los beneficios que deriven de su trabajo.

3.6.1 Calculo de volúmenes. Una vez adoptada una sección transversal para cada tramo del proyecto sea procedido a calcular el movimiento de tierras, cuyas áreas y volúmenes se muestran en el anexo del proyecto. Con el volumen acumulado de estos cuadros y los kilómetros se ha dibujado el Diagrama de Masas se han trazado las líneas de compensación de 300 metros de longitud de acarreo incluido en el costo de excavación; también se han trazado las líneas de sobreacarreo hasta un máximo de 5 Km. Con la conclusión de los cálculos de los movimientos de tierra se han obtenido los siguientes resultados. Tabla 75 – Cortes y Rellenos VOLUMEN VOLUMEN

VOLUMEN

TRANSPORT TRANSPORTAD E MATERIAL O DE

SOBREACARRE

PRESTAMO

O

TRANSPORT

VOLUMEN TRANSPORTAD O DESCARTE

DE

E REEMPLAZO MATERIAL DE

TOTAL VOLUMEN TRANSPORTAD O

DESCARTE M3*Km 51.695,94 51.695,94 3.7

M3*Km 1.043,83 1.043,83

M3*Km 63.000,00 63.000,00

M3*Km 154.350,00 154.350,00

M3*Km 270.089,78 270.089,78

DISEÑO DE OBRAS DE DRENAJE LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES.

3.7.1 Estudio hidrológico. Para el diseño de las obras de drenaje el caudal se calculara con el emtodo racional modificado que tiene la siguiente fórmula:

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑO DE CARRETERA

PROYECTO DE GRADO

Donde:

3.7.1.1

Q=

caudal de paso (m³/s)

C=

coeficiente de escorrentía

I=

intensidad media de precipitación

A=

área de la cuenca de captación (Km²)

K =

coeficiente de uniformidad.

Determinación del Área de la cuenca.

Para la determinación de las cuencas, se debe localizar los puntos más elevados para luego dibujar las líneas divisorias de cuenca. Para esto se utilizaron cartas topográficas del lugar. En el tramo determinado se encontraron un total de 16 subcuencas que se encuentran en el anexo, para los 12 kilómetros del proyecto. Tabla 76 - Subcuencas área subcuencas progresiva SC 1 SC 2 SC 3 SC 4 SC 5 SC 6 SC 7

1 + 100 2 + 600 3 + 200 4 + 500 5 + 900 7 + 100 8 + 300

m² 5088,460 1340,760 5509,780 1442,110 2705,020 831,180 78612,080 135317,37

SC 8 SC 9 SC 10 SC 11 SC 12

8 + 900 9 + 300 9 + 700 10 + 300 10 + 600

0 2027,850 687,490 2198,570 476,350

MATERIA: CARRETERAS II

perímetro longitud del cauce

elevaciones pendiente

m 271,920 139,550 282,950 144,760 198,260 109,900 1068,780

principal 69,600 33,550 60,750 66,750 43,380 31,287 293,860

3762,000 3755,000 3754,000 3756,000 3753,000 3752,000 3751,000

1,420 0,000 0,080 0,280 0,090 0,000 0,210

1402,240 171,760 99,950 178,740 86,580

377,630 41,760 28,140 39,150 23,000

3750,000 3750,000 3749,000 3749,000 3749,000

0,000 0,000 0,090 0,180 0,180

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑO DE CARRETERA

SC 13 SC 14 SC 15 SC 16

11 + 000 11 + 400 11 + 700 12 + 200

1311,020 314,970 291,350 411,520

138,020 67,650 65,070 77,330

PROYECTO DE GRADO

32,740 17,360 18,310 21,890

3749,000 3749,000 3749,000 3751,000

1,200 0,900 1,000 0,470

Fuente – Elaboración Propia. La fórmula racional está basada en ciertas hipótesis, siendo estas las siguientes: 

El escurrimiento resulta de cualquier intensidad de lluvia, es de un máximo cuando esta intensidad de la lluvia dura menos, así como el tiempo de



concentración. El escurrimiento resultante de una intensidad de lluvia, con duración igual o



mayor que el tiempo de concentración, es una fracción de la precipitación. El coeficiente de escorrentía es el mismo para las lluvias de diversas



frecuencias. El coeficiente de escorrentía es el mismo para todas las lluvias en una cuenca.

La aplicación de la fórmula racional requiere el conocimiento de un coeficiente de escorrentía, que dependen de ciertas características. Tabla 77 – Coeficiente de Escorrentía Cobertura

Tipo de suelo

Pendiente del terreno Pronunc. Alta Media

Suave

Desp

Impermeable Semipermeabl

50% 0.80 0.70

20% 0.75 0.65

5% 0.70 0.60

1% 0.65 0.55

. 0.60 0.50

e Permeable Impermeable Semipermeabl

0.50 0.70 0.60

0.45 0.65 0.55

0.40 0.60 0.50

0.35 0.55 0.45

0.30 0.50 0.40

e Permeable Impermeable Semipermeabl

0.40 0.65 0.55

0.35 0.60 0.50

0.30 0.55 0.45

0.25 0.50 0.40

0.20 0.45 0.35

e Permeable Impermeable Semipermeabl

0.35 0.60 0.50

0.30 0.55 0.45

0.25 0.50 0.40

0.20 0.45 0.35

0.15 0.40 0.30

vegetal Sin vegetación

Cultivos

Pastos, vegetación ligera Hierba, grama

e MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑO DE CARRETERA

Bosques, vegetación

Permeable Impermeable Semipermeabl

e Permeable Fuente: J. Carciente, 1980 densa

PROYECTO DE GRADO

0.30 0.55 0.45

0.25 0.50 0.40

0.20 0.45 0.35

0.15 0.40 0.30

0.10 0.35 0.25

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

3.7.1.2 Intensidad de la lluvia (i).

Donde: I = Intencidad de la lluvia. T = Tiempo de retorno (10, 15, 25, 50 años). Tc = Tiempo de Concentración (min). 3.7.2 Diseño hidraulico. 3.7.2.1 Alcantarillas. La finalidad del diseño hidráulico de las alcantarillas es encontrar el tipo y tamaño de las mismas que desagüen de la manera más económica la corriente originada por una lluvia de frecuencia establecida.

3.7.2.2

Diseño de las alcantarillas.

El diseño de una alcantarilla, se refiere no solamente al diseño hidráulico del conducto, implica también las condiciones de ubicación, alineamiento y pendiente que tendrá la estructura, la selección del tipo, forma del conducto y de sus instalaciones, el estudio de posibles daños que puede ocasionar la erosión producida por las aguas y su medio, Las condiciones de instalación del conducto y el cálculo estructural bajo las cargas externas a que estará sometidas. Se realiza el análisis de la obras desde los puntos de vista de la seguridad y de la estética vial y la justificación económica del diseño que se haya propuesto.

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑO DE CARRETERA

3.7.2.3

PROYECTO DE GRADO

Emplazamiento de las alcantarillas.

Tres factores son importantes en la localización de una estructura de drenaje: alineamiento, pendiente y elevación. El alineamiento más adecuado se logra cuando la estructura se adapta a las condiciones topográficas del lugar. Las estructuras de drenaje deben ser construidas, en general, para la misma pendiente del lecho del cauce. En este proyecto se tomaron pendientes evitando aquellas demasiado bajas que puedan reducir la capacidad hidráulica por sedimentación; así como pendientes mayores que las del lecho de la corriente que pueden inducir un incremento de la velocidad capaz de desgastar y minar la estructura. Se procuró que las pendientes sean inferiores al 3%. En lo referente a la elevación, las alcantarillas deberán colocarse con su fondo a ras del cauce y no más bajas.

3.7.2.4 Tipo y forma del conducto. En este proyecto se optó por la construcción de alcantarillas con tubos de Chapa Tipo ARMCO, atendiendo las características, importancia, ubicación geográfica de la futura carretera y el clima, así como la vida útil, reparaciones y mantenimiento.

3.7.2.5

Ubicación de alcantarillas.

Tabla 79: Ubicación de las Alcantarillas Tramo Nº

Progres.

0+000 - 3+200 1 1+112 2 2+620 1 3 3+205 4 4+531 5+800 - 13+500 5 5+950 2 6 7+067 7 8+700 MATERIA: CARRETERAS II

Descripción Alc. Chapa ARMCO 1ø1000 mm Alc. Cajon 2c 4x2 Alc. Chapa ARMCO 1ø1000 mm Alc. Chapa ARMCO 1ø1000 mm Alc. Chapa ARMCO 1ø1000 mm Alc. Chapa ARMCO 1ø1000 mm Alc. Cajon 4c 4x2

Caudal (m3/s) Diseño Calculado 1.03 22.00 1.03 1.03 15.09 1.03 1.03 50.00

6.50

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑO DE CARRETERA

8 9+282 9 9+676 10 10+318 11 10+624 12 11+022 13 11+368 14 11+722 15 12+218 9+400 - 14+700

PROYECTO DE GRADO

Alc. Chapa ARMCO 1ø1000 mm Alc. Chapa ARMCO 1ø1000 mm Alc. Chapa ARMCO 1ø1000 mm Alc. Chapa ARMCO 1ø1000 mm Alc. Chapa ARMCO 1ø1000 mm Alc. Chapa ARMCO 1ø1000 mm Alc. Chapa ARMCO 1ø1000 mm Alc. Chapa ARMCO 1ø1000 mm

1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03 60.3

#¡REF!

Fuente – Elaboración Propia.

3.7.3 Diseño de Drenaje Longitudinal. 3.7.3.1

Cunetas.

Las cunetas forman parte de la sección transversal como un elemento de drenaje construida en el extremo y al pie del talud de corte, sirve para la evacuación de las aguas superficiales.

3.7.3.2

Método racional generalizado

Ecuación de Manning. V = 1 /n * Rh2/3 * S1/2 Donde: V:

Velocidad

n:

coeficiente de rugosidad

Rh:

Radio hidráulico

S:

pendiente

Fórmula de la continuidad. Q=V*A MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑO DE CARRETERA

PROYECTO DE GRADO

V=Q/A Se determina el área de escurrimiento con la siguiente fórmula: R = A/P

Características de la cuneta de diseño. Por motivos de seguridad se diseñaron cunetas de sección triangular, con las siguientes características:    

La altura del agua máxima adoptada para secciones triangular es 0,30 m. El talud interior de la cuneta tendrá una inclinación de 1:1 y 1:2 El ancho de la cuneta varía desde 1,14 hasta 0,57 m. El revestimiento a utilizar será hormigón de cemento portland, por lo tanto la velocidad máxima admisible será 4,5 m/s.

Tabla 80 - Caracteristicas de la cuenca de diseño.

Tabla 1 - Tipo de revestimiento Tabla 5 - Mezclas asfálticas y tratamiento

superficial Tabla 7 - Mampostería en piedra Tabla 9 - Hormigón asfáltico y de cemento

portland

Tabla 2 - Velocidad

admisible

(m/s) Tabla 6 - 3,00 Tabla 8 - 4,50 Tabla 10 -

4,50

Fuente – Elaboración Propia. Determinación de la sección de la cuneta.

MATERIA: CARRETERAS II

CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑO DE CARRETERA

PROYECTO DE GRADO

Con las características de la cuneta adoptadas anteriormente, se determina el área necesaria para escurrir el caudal y por lo tanto la sección optima de la cuneta.

Revestimiento de Hormigón.

Ejemplo de cálculo para la subcuenca 7:

3.8

BANCOS DE PRESTAMO.

De acuerdo a los resultados del estudio de suelos de la zona de proyecto, se propone los materiales, para base y sub-base y agregados para tratamientos los bancos de 1+500 y 13+000 respectivamente que esta ubicado en el tramo Huari – Quillacas, que pueden ser utilizados de acuerdo a requerimiento de cada capa del paquete estructural. El primero está ubicado a 35 km del inicio proyecto, el segundo a 23 km. 3.8.1 Material para Conformación de Terraplén y Subrazante. Los materiales propuestos para la conformación de terraplenes, son los que se mencionan en el Resumen de Estudio del Terreno Natural, para las respectivas alternativas de trazo de eje, los bancos de préstamo lateral se encuentran próximos al eje de diseño reduciendo la distancia de transporte. No serán permitidos un suelo que tengan un valor soporte menor 9% y una expansión mayor a 2%, en la capa final de 60cm, el terraplén será construido por un suelo seleccionado con las siguientes características: CBR. MATERIA: CARRETERAS II

>

9% CURSO: 8vo Semestre.

DISEÑO DE CARRETERA

PROYECTO DE GRADO

Expansión