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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESTUDIO DEFINITIVO DE UNA CARRETERA

“TRAZO DE CUVAS HORIZONTALES Y ESTACADO”

Docente: Ing. Ever, Rodríguez Guevara Alumno: Quiroz Rabanal Dennis Curso: Caminos II Ciclo: VI

C-06-07-18

UNIVERSDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

1.

INTRODUCCION En el largo y amplio campo de la Ingeniería Civil existe un sinfín de formas de aplicar los conocimientos obtenidos a lo largo del desarrollo de nuestra vida profesional, es así que al utilizar los conocimientos obtenidos en Topografía y Caminos I, el futuro Ingeniero Civil estará apto y con los conocimientos básicos y suficientes para realizar trabajos como la construcción de carreteras o vías de diferentes tipos, sin embargo, ya enfocamos el curso de Caminos I al estudio de los conceptos básicos para la construcción de una carretera, es así que esta vez nos corresponderá el estudio definitivo que abracará el trazo del eje y respectivo estacado, así como las curvas horizontales en planta, entonces es el fin de este informe el de otorgar la información necesaria acerca de dichos parámetros y de cómo se desarrolló el trabajo, e cual puede ser enfocado a la construcción de una vía en la vida real en el futuro.

2.

OBJETIVOS 

FUNDAMENTAL:  Saber diseñar, para 1 km o más, una carretera, desde el trazo de la gradiente hasta el respectivo estacado, de forma definitiva



ESPECÍFICOS:

 Calcular nuevos parámetros no vistos en el Curso de Caminos I, como longitud de transición y curvas de volteo  Saber trazar una curva de volteo y una curva simple horizontal, así como lograr determinar sus principales elementos.  Determinar las coordenadas y los PC, PI y PT correspondientes a las diferentes curvas que hay en el trazo de dicha carretera

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3.

MARCO TEÓRICO 1.1.1. DISEÑO EN PLANTA: los elementos geométricos de una carretera deben estar convenientemente relacionados para garantizar una operación segura, a una velocidad de operación continua y de acorde a las condiciones generales de la vía. El alineamiento horizontal está constituido por alineamientos rectos, curvas circulares y curvas de grado de curvatura variable que permiten una transición suave al pasar de alineamientos rectos o curvas circulares o viceversa o también entre curvas circulares de curvatura diferente. 

Curvas horizontales: los tramos rectos llamados tangentes, de la mayor parte de las vías terrestres están conectadas por curvas horizontales las cuales se ven plenamente en una vista de planta. Estas curvas se utilizan para conectar dos secciones tangentes rectas. El alineamiento horizontal está constituido por una serie de tramos rectos denominados tangentes, enlazados por si entre curvas. Elementos de curvas horizontales:  Tangentes (T)  Radios (R)  Longitud (L)  PC,PI y PT  Cuerda (Lc)  Ordenada media (M)  Sobre ancho (S/N)  Longitud de transición (LyP)

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Figura N° 1, Curva Circular y sus elementos (fuente: DG2018) 

Radios mínimos y normales: los radios mínimos utilizados en diferentes carreteras será en función a la velocidad directriz y del peralte, de acuerdo a los valores de la tabla 5.3.3.1 (NPDC)

Tabla N° 1, Relación entre velocidad, radio mínimo y peralte (fuente: internet)

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Además, tenemos una fórmula la cual nos ayudará a estimar el radio mínimo, está dada de la siguiente forma.

Radio mínimo, fuente: DG-2018 

Valor máximo de peralte: El peralte debe limitarse ya que un peralte exagerado puede ocasionar un deslizazmiento de un vehículo hacía el interior de la curva y cuando circula en baja velocidad se ve obligado a detenerse. Según NPDC Peralte máximo normal: 6% Peralte máximo excepcional: 10%

Valores de los peraltes máximo para adiós mínimos , fuente: NPDC



Longitud de transición: denominada también longitud de rampa de peralte y es una longitud que nos permite efectuar el cambio de una

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sección transversal con bombeo (tramo de tangente) a una sección peraltada (tramo de curva).

Longitud de transición según las NPDC

Sin embargo, según las DG-2018 podremos determinar la longitud de transición del peralte de esta manera:

Longitud de transición según las DG-2018 Siendo el peralte la inclinación transversal de la carretera en los tramos de curva, destinada a contrarrestar la fuerza centrífuga del vehículo, la transición de peralte viene a ser la traza del borde de la calzada, en la que se desarrolla el cambio gradual de la pendiente de dicho borde, entre la que corresponde a la zona en tangente, y la que corresponde a la zona peraltada de la curva. Para efectos de la presente norma, el peralte máximo se calcula con la siguiente fórmula: Dónde: 

Lmín : Longitud mínima del tramo de transición del peralte (m).



pf : Peralte final con su signo (%)



pi : Peralte inicial con su signo (%)



B : Distancia del borde de la calzada al eje de giro del peralte (m).

Para utilizar esta fórmula necesitamos le siguiente parámetro:

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Dónde: 

Ip máx : Máxima inclinación de cualquier borde de la calzada respecto al eje de la vía (%).



V : Velocidad de diseño (km/h)

Para al cálculo del coeficiente de fricción nos guiaremos en la siguiente tabla de las DG-2018.

Coeficiente de friccion según las DG-2018



Curvas de Vuelta: Son aquellas curvas que se proyectan sobre una ladera, en terrenos accidentados, con el propósito de obtener o alcanzar una cota mayor, sin sobrepasar las pendientes máximas, y que no es posible lograr mediante trazos alternativos. Este tipo de curvas no se emplearán en autopistas, en tanto que en carreteras de Primera Clase podrán utilizarse en casos excepcionales justificados técnica y económicamente, debiendo ser 20 m. el radio interior mínimo.

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Los valores que se obtendrán en la siguiente tabla siguen las maniobras que puedan hacer cualquiera de estos vehículos de diseño: 

T2S2 : Un camión semirremolque describiendo la curva de retorno. El resto del tránsito espera en la alineación recta.



C2 : Un camión de 2 ejes puede describir la curva simultáneamente con un vehículo ligero (automóvil o similar).



C2 + C2 : Dos camiones de dos ejes pueden describir la curva simultáneamente.

Para la siguiente tabla se considerará: El radio interior de 8 m, representa un mínimo normal. El radio interior de 6 m, representa un mínimo absoluto y sólo podrá ser usado en forma excepcional

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𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑢𝑙𝑣𝑎 𝑑𝑒 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑒𝑜 𝐵 𝑉𝐴𝐿𝑂𝑅 𝐷𝐸 𝐿𝐴 𝑇𝐴𝐵𝐿𝐴 𝐸𝐿𝐸𝐺𝐼𝐷𝑂 − ( + 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑒𝑟𝑚𝑎) 2 Donde B = mitad de la calzada 

Sobreancho: Con el fin de disponer de un alineamiento continuo en los bordes de la calzada, el sobreancho debe desarrollarse gradualmente a la entrada y salida de las curvas. En el caso de curvas circulares simples, por razones de apariencia, el sobreancho se debe desarrollar linealmente a lo largo del lado interno de la calzada, en la misma longitud utilizada para la transición del peralte.

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Dónde: Sa : Sobreancho (m) n : Número de carriles RC : Radio de curvatura circular (m) L : Distancia entre eje posterior y parte frontal (m) V : Velocidad de diseño (km/h)

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4. 5.

CONCLUSIONES  Se realizó el estudio definitivo de una carretera Clase 3 Tipo 3  Realizamos el estudio en planta en esta primera etapa del estudio definitivo.  Graficamos el eje de la carretera con sus respectivas curvas, los elementos de estas, y el estacado de tramos en tangente y en curvas  El correcto de trazo de una gradiente asegura que se facilitará el proceso del trazo del eje de una carretera

6.

RECOMENDACIONES  Ser lo más precisos posible en medidas de distancias y ángulos  Calcular con precisión los parámetros que influirán en el diseño tales como radios, peraltes, etc.

7.

BIBLIOGRAFÍA  Manual de Diseño geométrico de Carreteras DG-2018  Normas Peruanas para el Diseño de Carreteras (NPDC)

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8.

ANEXOS

ÁNGULO

N° CURVA 1 2 3 4 5 6

VALOR 73 52 73 78 73 112

22 12 44 6 22 42

55.6 27.9 23.3 0.88 55.6 46.2

73.38211389 52.20776111 73.73979444 78.10024444 73.38211389 112.7128222

ELEMENTOS DE LA CURVA SENTIDO I I I I I D

R (m) 55 100 55 17 17 40

T

LC

L

E

FoM

S/A

40.982384 65.724999 70.441772 13.589764 10.89721 4.0494969 48.997893 87.999998 91.119733 11.35885 10.200222 2.5269017 41.249999 65.999999 70.785121 13.75 11 4.0494969 13.79097 21.42 23.172809 4.8904281 3.7978827 11.870459 12.667282 20.315 21.772911 4.2004726 3.3682284 11.870459 60.105585 66.6 78.688394 32.198901 17.838998 5.2749156

Tabla I, Elementos de curva

BOMBEO Peralte LYP -2.5 -2.5 -2.5 -2.5 -2.5 -2.5

8.55 6.06 8.55 12 12 10.2

22.1 17.12 22.1 29 29 25.4

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PI

Lado

ANGULO

Distancia

Valor

AZIMUT Sentido

°

'

''

Grados

Rad.

PROYECCIONES ESTE NORTE

Km 02

COORDENADAS ESTE NORTE

CORRECIONES ESTE NORTE

Proyecciones Corregidas ESTE NORTE

625500.000 9245397.000 km02-P1

99

PI1 PI1-PI2

I

73

44 23.26

I

78

6

0.88

I

73

22 55.61

I

112 42 46.16

D

5.59

3.221614012

-7.914

-98.683

0.276

1.243

-7.637

-97.440

9.92

111.2

1.940854222

289.015

-112.118

625492.363 9245299.560 0.865

3.893

289.880

-108.224

625781.101 9245186.199 58

59 41.98

58.99

1.029656895

112.283

67.480

625782.242 9245191.336 0.365

1.645

112.648

69.125

625893.384 9245253.679 345 15 18.72

345.3

6.02584

-45.049

171.171

625894.891 9245260.461 0.494

2.223

-44.555

173.394

625848.335 9245424.850 267

9

17.84

267.2

4.662733587

-24.969

-1.241

625850.336 9245433.855 0.070

0.314

-24.899

-0.927

625823.366 9245423.609 193 46 22.23

128

184.6

625500.000 9245397.000

625492.086 9245298.317 111 12

178

PI6 PI6-Km03

12 27.94

25

PI5 PI5-PI6

52

177

PI4 PI4-PI5

I

131

PI3 PI3-PI4

22 55.67

310

PI2 PI2-I3

184 35 73

193.8

3.381974088

-42.377

-172.882

625825.436 9245432.928 0.497

2.235

-41.880

-170.647

0.357

1.607

-102.556

77.719

625780.989 9245250.727 306 29

8.39

306.5

5.349183945

-102.913

76.112

km 03

625783.556 9245262.281

625678.076 9245326.839 1048

625681 2.924

13.161

COORDENADAS MEDIDAS

Km 01

COORDENADAS MEDIDAS

PI6

ESTE

625500

ESTE

625681

NORTE

9245397

NORTE

9245340

Tabla II, Calculo de Azimuts y coordenadas de los PI respectivos para cada curva

CAMINOS I

Coordenadas corregidas ESTE NORTE

9245340