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Diseño Geométrico de Carreteras

CIV-323

INDICE DEL PROYECTO DE DISEÑO GEOMETRICO DE CARRETERAS 1. GENERALIDADES……………………………………………………………………………3 1.1.

INTRODUCCION…………………………………………………………………..4

1.2.

OBJETIVOS………………………………………………………………………....4

1.2.1. OBJETIVO GENERAL……………………………………………………………4 1.2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS……………………………………………………..4 1.3.

JUSTIFICACION…………………………………………………………………..4

1.4.

DESCRIPCION DE LA ZONA DEL PROYECTO ………………………………5

2. ACTIVIDADES DE LA INGENIERIA DE CARRETERAS………………………………....6 2.1.

ACTIVIDADDES RELACIONADAS CON LAS CARRETERAS……………....6

2.2.

PROYECTOS DE CARRETERAS………………………………………………..6

2.3.

CONSTRUCCION…………………………………………………………………..6

2.4.

CONSERVACION Y EXPLOTACION…………………………………………....7

3. CARACTERISTICAS DE DISEÑO ACUERDO A NORMAS BASICAS…………………7 3.1.

FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL DISEÑO DE UNA CARRETERA…7

3.1.1. FACTORES OPERATIVOS………………………………………………………7 3.1.2. FACTORES FISICOS………………………………………………………….....8 3.1.3. FACTORES DE COSTO ASOCIADOS A LA CARRETERA…………………8 3.1.4. FACTORES HUMANOS Y AMBIENTALES……………………………………8 3.1.5. FACTORES SOCIALES Y ECONOMICOS……………………………………9 3.2.

FUNCION DE LA CARRETERA…………………………………………………..9

3.3.

CLASIFICACION DE LA CARRETERA POR TIPO DE VEHICULO………….10

3.4.

CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO………………………………………..13

3.5.

SISTEMA DE CLASIFICACION DE CARRETERAS EN BOLIVIA……………15

4. DEMANDA Y CARACTERISTICAS DEL TRANSITO…………………………………….15 4.1.

VOLUMEN HORARIO DE DISEÑO (V.H.D)…………………………………….15

4.2.

TRANSITO PROMEDIO ANUAL (T.P.D.A.)……………………………………..16

4.3.

CRECIMIENTO DEL TRANSITO (T.P.D.A FUTURO)………………………….16

4.4.

VEHICULO TIPO……………………………………………………………………19

5. CÁLCULO Y DETERMINACION DE PARAMETROS BASICOS PARA EL TRAZADO.20 5.1.

CATEGORIA DE LA CARRETERA……………………………………………….20

5.2.

DETERMINACION DEL TIPO DE TERRENO……………………………………20

5.3.

VELOCIDAD DE DISEÑO………………………………………………………….22

5.4.

PENDIENTE LONGITUDINAL MAXIMA………………………………………….22

5.5.

TRAZADO DE RUTAS ALTERNATIVAS…………………………………………22

5.6.

EVALUACION DE RUTAS…………………………………………………………23

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5.7.

ELECCION DE RUTA……………………………………………………………….24

5.8.

PERALTE MAXIMO………………………………………………………………….24

5.9.

ANCHO DE CARRIL…………………………………………………………………25

5.10.

ANCHO DE BERMA…………………………………………………………………25

5.11.

BOMBEO………………………………………………………………………………26

5.12.

RADIO MINIMO EN CURVAS HORIZONTALES…………………………………26

5.13.

GRADO DE CURVATURA…………………………………………………………..27

5.14.

RADIO DE DISEÑO………………………………………………………………….28

6. DISTANCIA MINIMAS DE VISIVILIDAD Y MANIOBRAS………………………………….28 6.1.

DISTANCIA MINIMA DE FRENADO………………………………………………28

6.2.

DISTANCIA DE VISIVILIDADPARA MANIOBRAS………………………………29

6.3.

DISTANCIA MINIMA ENTRE CURVAS HORIZONTALES……………………..30

6.4.

DISTANCIA DE VISIBILIDAD EN CURVAS HORIZONTALES………………....30

7. CALCULO Y TRAZADO DE ALINEAMIENTO HORIZONTAL…………………………….30 7.1.

TRAZADO DE LA LINEA DEFINITIVA…………………………………………….30

7.2.

CURVA HORIZONTAL SIMPLE……………………………………………………31

7.2.1. ELEMENTOS DE LA CURVA CIRCULAR SIMPLE……………………………31 7.2.2. REPLANTEO DE LA CURVA DE LA CURVA CIRCULAR SIMPLE………….35 7.3.

CURVA CIRCULAR CN TRANCISION……………………………………………36

7.3.1. CRITERIOS PARA EVITAR EL TIPO DE CURVAS CON TRANSICION……36 7.3.2. CRITERIOS PARA DETERMINAR LA LONGITUD DE TRANSICION………36 7.3.3. ELEMENTOS DE LA CURVA CON TRANSICION…………………………….38 7.3.4. REPLANTEO DE LA CURVA CON TRANCISION……………………………..41 8. DISEÑO DE SOBRE ANCHOS Y PERALTES………………………………………………42 8.1.

SOBRE ANCHO EN CURVAS …………………………………………………….42

8.1.1. DESARROLLO DE SOBREANCHO EN CURVAS SIMPLES…………………44 8.1.2. DESARROLLO DE SOBREANCHO EN CURVAS CON TRANSICION……..45 8.2.

DESARROLLO DE PERALTES…………………………………………………….47

8.2.1 DESARROLLO DE PERALTES ENCURVAS SIMPLES……………………….48 8.2.2. DESARROLLO DE PERALTES EN CURVAS CON TRANSICION………….50 9. COORDINACION DE ALINEAMIENTO HORIZONTAL Y VERTICA………………………52 10. CÁLCULO Y TRAZADO DEL ALINEMAIENTO VERTICAL 10.1.TRAZADO DEL PERFIL LONGITUDINAL DEL TERRENO 10.2 PENDIENTE LONGITUDINAL DEL PROYECTO 10.2.1 PENDIENTE LONGITUDINAL MINIMA Grupo: 21

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10.2.2 PENDIENTE LONGITUDINAL MAXIMA 10.3 TRAZADO DE LA SUBRASANTE 10.4 LONGITUD EN CURVAS VERTICALES 10.5 CURVA VERTICAL SIMETRICA 10.5.1 ELEMENTOS DE CURVA 10.5.2 REPLANTEO DE LA CURVA 10.6 CURVA VERTICAL ASIMETRICA 10.6.1 ELEMENTOS DE CURVA 10.6.2 REPLANTEO DE LA CURVA 11 CONCEPTOS, CALCULOS Y TRAZADO DE SECCIONES TRANSVERSALES 11.1 DRENAJE EN CARRETERAS 11.2 INCLINACION DE CORTE Y TERRAPLEN 11.3 COMPONENTES DE UNA CARRETERA 11.3.1 CUNETAS 11.3.2 BADENES 11.3.3 PUENTES 11.3.4 ALCANTARILLAS 11.3.5 MUROS DE CONTENCION 11.4 SECCION TRANSVERSAL DE UNA CARRETERA 11.5 PLANOS DE SECCIONES TRANSVERSALES 11.6 DETERMINACION DE AREAS

12 MOVIMIENTO DE TIERRAS 12.1 CALCULO DEL DIAGRAM DE MASAS 12.2 DETERMINACION DE VOLUMENES DE CORTE Y TERRAPLEN 12.3 CALCULO DE LA CURVA MASA

13 FICHA AMBIENTAL

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DISEÑO GEOMETRICO DE LA CARRETERA SUCRE – RAVELO 1. GENERALIDADES 1.1. INTRODUCCION Desde el principio de la existencia del ser humano se ha observado su necesidad por comunicarse, por lo cual fue desarrollado diversos métodos para la construcción de caminos , desde los caminos a base de piedra y aglomerante hasta nuestra época con métodos perfeccionados basándose en la experiencia que conducen a grandes autopistas de pavimento flexible o rígido. 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, seguridad, comodidad, la integración en su entorno, la armonía o estética, la economía y la elasticidad. La funcionalidad de la carretera 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 y evitar la fatiga .

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Hay que obtener un diseño geométrico conjunto que ofrezca al conductor un recorrido fácil y agradable, exento de sorpresas y desorientaciones. 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. Sin embargo se debe distinguir la diferencia entre camino y carretera por lo que se define: CAMINO: Es un lugar en la tierra que une dos puntos. La ABC (Administrado Boliviana de Carreteras), lo define como una vía con características geométricas mínimas-medias adecuadas para dar servicio a volúmenes moderados y bajos de tránsito. CARRETERA: Es una vía con características geométricas de diseño altas, adecuadas para acomodar importantes volúmenes de transito que circulan a velocidades elevadas, siempre debe contar con pavimento rígido o flexible

y cumplir con tres funciones fundamentales como

comodidad, seguridad y rapidez. En el presente proyecto se estudiara los factores, posibilidades y mejores diseños para la construcción de una carretera entre las poblaciones de sucre y Ravelo, que pueda beneficiar de la mejor manera a la poblaciones que se encuentren cerca de estas, permitiendo un crecimiento económico y desarrollo de estos. 1.2. OBJETIVOS 1.2.1. OBJETIVO GENERAL  El presente proyecto tiene como objetivo general realizar el diseño geométrico de la carretera Sucre-Ravelo para solucionar la problemática del transporte terrestre entre estas ciudades y contribuir en la conexión Sucre-La Paz 1.2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS  Escoger una ruta óptima para el trazo geométrico de la carretera.  Minimizar costos de transporte y los perjuicios que puedan provocar al medio ambiente.  Diseñar una carretera económica que permita recuperar el gasto de construcción.  Clasificar la carretera dentro de los parámetros establecidos por las normas del Servicio Nacional de Caminos en Bolivia actualmente (ABC).  Generar mayores opciones de mercado para la producción agropecuaria, ganadero y maderero de la zona y sus comunidades, beneficiadas indirectamente. 1.3. JUSTIFICACION En la actualidad existe bastante demanda entre estas dos poblaciones, intermedias en donde se pretende realizar el trazado de una carretera, es necesario tener un flujo descongestionado y

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Poder hacer un menor tiempo entre ambas poblaciones ya que en un futuro este tramo formara parte de la carretera interdepartamental Sucre-La Paz y Sucre – Oruro y formara parte de una red vial fundamental. Al construir esta vía de transporte y comunicación, se estaría dando la infraestructura vial vital para implementar un polo de desarrollo de la región, por lo que contribuiría a facilitar el intercambio de productos entre los mercados departamentales de producción y consumo. 1.4. DESCRIPCION DE LA ZONA DEL PROYECTO Macro Localización Imagen N°1: América del Sur, Bolivia, Chuquisaca, Oropeza

Fuente: Google Maps. Micro localización Imagen N°2: Chuquisaca, Oropeza, Lugar de inicio de la carretera

 El área donde se pretende diseñar la carretera se halla ubicada en el departamento de Chuquisaca Grupo: 21

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 .2. ACTIVIDADES DE LA INGENIERIA DE CARRETERAS 2.1 ACTIVIDADES RELACIONADOS CON LAS CARRETERAS La actividad está muy relacionado con las carretas ya que puede ser un punto estratégico para la economía, pues permite la movilidad de personas y mercancías, la cohesión territorial, la libertad de circulación y el desarrollo económico.  Planes de desarrollo

Un trasporte creciente y ecológico para Bolivia proporciona una red de trasporte activa fiable estable y totalmente integrada así como su nivel de servicio que ayude al crecimiento económico sostenible; contribuya a la reducción a la pobreza y a la disparidad regional y que a la ves mejore la accesibilidad, la movilidad y la seguridad garantizando la sostenibilidad del medio ambiente.  Estudio de identificación Para el estudio identificación se debe realizar un estudio socioeconómico con la finalidad de descubrir y valorar las características de población y el grado de aprovechamiento de los recursos naturales, el rendimiento obtenido por las diferentes actividades productivas y los niveles de consumo. La investigación tiene por objeto la comparación de ciertos factores, encontrar las categorías de cada zona según la mayor o menor actividad humana que realicen para después asignarle prioridad en la construcción de caminos. 2.2 PROYECTOS DE CARRETERAS  Cuando en un futuro exista un congestionamiento de circulación de vehículos será necesario ampliar el ancho de carril y dar una señalización horizontal.  Mejoramiento de taludes debido al desgate fluvial.  Mejoramiento de la carpeta asfáltica debido agrietamientos que se produce con el pasar del tiempo los lo que impide una buena transitabilidad. 2.3 CONTRUCCION La ingeniería de las carreteras es un arte puesto que una carretera debe de estar bien proyectada, tiene q poseer tanto armonía interna como externa es decir que los usuarios deben tener una visión clara para poder transitar de forma segura y expedita. La carretera en primer lugar es un medio de transporte que se debe construir para resistir de forma adecuada el paso de los vehículos. Para lograr ese objetivo el diseño debe optar ciertos criterios de resistencia seguridad y uniformidad

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2.4 CONSERVACION Y EXPLOTACION Se deberá tomar muy en cuenta el criterio y una técnica muy adecuada para el diseño geométrico de una carretera, el progreso trae como consecuencia el desarrollo entre ciudades implementando sistemas de expansión y planificación de carreteras que cumplan al mismo

Tiempo con la conservación de las especies de un área dada. La tecnología aplicada a la biodiversidad cuya operatividad validez como instrumento de preservación están recomendadas por organismos internacionales implanta leyes que permitan que el avance en tecnología permitan el desarrollo sostenido, teniendo en cuenta el medio ambiente 3. CARACTERISTICAS DE ACUERDO A NORMAS BASICAS DE DISEÑO 3.1. FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL DISEÑO DE UNA CARRETERA 3.1.1. INTRODUCCION; Los factores (ambiental topográfico) son muy importantes al momento de diseñar una carretera las cuales se deben tomar muy en cuenta por que no es lo mismo el diseño en diferentes zonas es por esto que necesitamos conocer el lugar para que se pueda diseñar tomando en cuenta todos los factores habidos y por haber 3.1.2. FACTORES OPERATIVOS Es necesario que el diseño sea una vía de fácil de maniobrabilidad esto para q el usuario tenga una seguridad al momento de transitar y que pueda mantener una seguridad psicológica 

Función requerida por los usuarios: Es necesario estudiar y determinar cuál es el motivo principal para que se construya una carretera por ese lugar.



Volumen y características del tránsito inicial y futuro: Es importante saber la cantidad de vehículos que transitan o van a transitar por la carretera.



Velocidad de proyecto y velocidad de operación deseable: La velocidad de proyecto es también llamada velocidad de diseño y es aquella que permite definir las características geométricas mínimas bajo condiciones de seguridad y comodidad.



Seguridad para el usuario y la comunidad: Es un factor muy importante que debe tomarse en cuenta, ya que vela la seguridad del usuario y la comunidad.



Relación con otras vías y la propiedad adyacente: Es muy conveniente que las carreteras se unan y estén al mismo nivel o tal vez cambiar un poco la dirección para que la carretera pueda unirse a otra ya existente.

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3.1.3. FACTORES FISICOS Son las relaciones con las condiciones impuestas por la naturaleza en la zona del trazado y suelen implicar restricciones que se clasifican, para el diseño debe considerarlos principales son: 

Topografía: No es lo mismo el diseño de la carretera en terreno llano como en ondulado o accidentado, por ejemplo si la topografía es muy accidentada se deberá considerar radios de diseño de menor valor.



Hidrografía: Es necesario saber la cantidad, la calidad y el origen de las aguas que pueden llegar a la carretera.



Geología: Se deberá hacer un estudio de suelos y conocer la zona geológica, clasificando como estable o inestable evitando en lo posible que la carretera pase por lugares por donde exista una zona geológicamente inestable.



Clima: En lugares donde existe neblina se deberá considerar el cambio en el diseño geométrico por la dificultad de buena visibilidad y así evitar futuros accidentes.



Uso del suelo: Se deberá procurar no afectar zonas de cultivo especialmente en lugares con poca actividad agrícola.

3.1.4. FACTORES DE COSTO ASOCIADOS A LA CARRETERA Los costos asociados a una carreta son consecuencia de la categoría de diseño adoptadas para ella. Esta relación es tan directa que muchas veces actúa como un criterio realimentador que obliga a modificar decisiones previas respecto de las características asignadas a un proyecto. Estas situaciones se resolverán mediante los estudios económicos de perfectibilidad o factibilidad. Las cuales los mencionaremos a continuación: (La maquinaria implica un costo muy importante a considerar, el personal, el costo de la obtención de los materiales, etc.) 3.1.5. FACTORES HUMANOS Y AMBIENTALES El diseño de una carreta utiliza áreas importantes en el territorio creando en el entorno impactos ambientales importantes, los posibles beneficios socioeconómicos proporcionados por las vías terrestres incluyen la confiabilidad bajo todas las condiciones climáticas Alguno de los factores humanos y ambientales que influyen en mayor grado las decisiones en relación a un proyecto de carreteras son:  Idiosincrasia de usuarios y peatones.  Uso de la tierra adyacente al eje vial.  Actividad de la zona de influencia. Grupo: 21

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 Aspectos ambientales-impacto y mitigación.  Seguridad de bienes y personas ajenas al uso del proyecto.  Efectos estéticos y características ecológicas.  Impacto ambiental irreversible, reversible, temporal y persistente. 3.1.6. FACTORES SOCIALES Es muy importante que entre las dos ciudades haya una buna relación para compartir las religiones, cultura así poder desarrollar económicamente por q tiene mucha importancia la relación que se tiene para el trazo la cual se pretende proyectar en el siguiente trazo 3.2. FUNCION DE LA CARRETERA Las carreteras están destinadas fundamentalmente a servir el tránsito de paso, a dar acceso a la propiedad colindante o bien a dar un servicio que sea combinación de ambas posibilidades. Una de las principales características, es brindar al tránsito vehicular que recorre la ruta, la posibilidad de desplazarse a velocidades elevadas sin disminuir las condiciones de seguridad. Como en todo proyecto, esta requiere una justificación de las inversiones económicas que implica todo la infraestructura asociada a este tipo de servicio, como por ejemplo: demandas de tránsito vehicular de forma elevada, el transito promedio diario anual (TPDA), según el tránsito, la elaboración de una carretera de 2 o más carriles, bidireccionales o unidireccionales. Normalmente este tipo de carreteras está destinado a viajes largos y su importancia es de orden nacional o al menos interregional. El porcentaje de kilómetros respecto del total de la red es bajo. Este tipo de carreteras, corresponden a las categorías que incluyen al Sistema de Clasificación Funcional para el Diseño, como por ejemplo las autopistas, auto rutas y carreteras primarias. En el caso de caminos cuya función primordial es dar acceso a la propiedad colindante, deberá permitirse todos los movimientos que ello implica, con la consecuente restricción impuesta a loa vehículos en tránsito. Su zona de influencia es limitada y por ende los volúmenes de transito que los solicitan no pasan de algunos cientos como promedio diario anual. La longitud de los viajes en este tipo de caminos suele ser corta, ya que mayormente estas empalman con otras vías de orden superior. 3.3. CLASIFICACION DE LA CARRETERA POR TIPO DE VEHICULO 3.3.1. VEHICULO TIPO Es un vehículo que se utilizara para el diseño nos interesa las dimensiones de este vehículo para poder diseñar correctamente el ancho de los carriles, los radios de diseño, el sobre ancho suficiente, etc.

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Las características de los vehículos de diseño condicionan los aspectos del dimensionamiento geométricos y estructural de una carreta. Así, por ejemplo:  El ancho del vehículo adoptado incide en el ancho del carril de las bermas y de los ramales.  La distancia entre los ejes influyen en el ancho y los radios mínimos internos y externos de los carriles en los ramales.  La relación de peso bruto total/ potencia guarda relación con el valor de pendiente admisible e incide en la determinación de la necesidad de una vía adicional para subida y, para efectos de la capacidad, en la equivalencia en vehículos ligeros. Vehículo tipo VP Vehículos livianos, operativamente asimilables a automóviles, pick-UPS, furgones y similares. Imagen N0 3 Automóvil (VP)

Vehículo tipo CO Vehículos comerciales rígidos, compuestos de unidades tractores simples, abarcan a los camiones y Ómnibus comerciales, normalmente de 2 ejes y 6 ruedas. Imagen N0 4 Camión de dos ejes (CO)

Vehículo tipo OÓmnibus de mayores dimensiones, empleado generalmente para largo distancia y turismo, sirven también de referencia para considerar la existencia de camiones rígidos de mayor longitud que los, C.O. y que pueden contar con tres ejes. Grupo: 21

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Imagen N0 5 Camión de tres ejes (CO)

Vehículo tipo SR Vehículo comercial articulado, compuesto normalmente de unidad tractora y un semirremolque Imagen N0 6 Camión semirremolque (SR) y bus interurbano

Tabla N°1: Datos Básicos de los Vehículos Tipo en metros Caracteristicas del vehiculo Ancho total (m) Largo total (m) Radio minimo de la rueda externa delantera (m) Radio minimo de la rueda interna trasera (m)

VP 2.1 5.8

Camiones y Ómnibus CO 2.6 9.1

Ómnibus Interurbano O 2.6 12.2

Camión Semiremolque SR 2.6 16.8

7.3

12.8

12.8

13.7

4.5

8.7

7.1

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Automóviles

Fuente: ABC 3.3.2. VEHICULO TIPO PARA DETERMINAR ANCHO DE CARRIL Grupo: 21

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Estas dimensiones son muy importantes ya que al diseñar con estas dimensiones será muy bueno para los demás tipos de vehículos así daremos la seguridad y evitar accidentes.

3.3.3. VEHICULO TIPO PARA DETERMINAR SOBRE ANCHO Es muy importante el sobre ancho ya q las ruedas traseras no tienen el mismo recorrido que las delanteras es por esto que tenemos que dar suficiente sobre ancho para evitar invadir carriles

s=

L2 2∗R

Formula N°1 s = sobre ancho para vehículo tipo L = longitud del vehículo R = radio de diseño CALCULO DEL SOBRE ANCHO s=

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12.22 = 0.844 m 2 ∗ 88.417

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La necesidad del sobre ancho en curva horizontal deberá ser provistas del sobre ancho necesario para compensar el mayor espacio requerido por los vehículos. 3.3.4. VEHICULO PARA DETERMINAR LA DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE FRENADO La visibilidad de frenado es muy importante esta para evitar cualquier tipo de accidente es por esto que la ABC nos da como sugerencia longitudes mínimas que deberíamos tomar

3.4. CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO 3.4.1. CAPACIDAD DE UNA CARRETERA Se define como la intensidad máxima de vehículos que pueden pasar por una sección de una carretera, bajo las condiciones prevalecientes del tránsito y del camino. Normalmente se expresa como un volumen horario cuyo valor no se puede sobrepasar a no ser que las condiciones prevalecientes cambien. Como valores de referencia máximos absolutos se cita a continuación la “capacidad en condiciones ideales” que corresponden a caminos para transito bidireccional y unidireccional expresada en términos de intensidad:  Camino Bidireccional de dos carriles: 2.800 veh. Livianos/hora (total ambos carriles)  Camino Unidireccional con al menos dos carriles: para tránsito en el mismo sentido 2.200 veh. Livianos/hora (por carril 3.4.2. NIVELES DE SERVICIO DE UNA CARRETERA Según la ABC se dividen en: Nivel A.- representa la condición de flujo libre que se da con bajos volúmenes de demanda, permitiendo altas velocidades a elección del conductor. Debe ser posible que todo usuario que lo desee pueda desarrollar velocidades de operación iguales o mayores que 93 km/h .La razón I/C puede alcanzar el valor 0.15 (420 Veh/hr.) y el tiempo demorado es inferior al 30% Nivel B.- Representa la condición de flujo estable. Los conductores aún pueden seleccionar sus velocidades con libertad razonable. Todo usuario que lo desee podrá desarrollar velocidades de

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operación iguales o mayores que 88km/h .La razón I/C puede alcanzar el valor 0,27 (750veh/h) y el tiempo demorado es inferior al 45% Nivel C.- Representa aun la condición de flujo estable, pero las velocidades y la maniobrabilidad están íntimamente controladas por los altos volúmenes de tránsito. La mayoría de los conductores no puede seleccionar su propia velocidad. La velocidad de operación posible debe ser igual o mayor que 83 km/h. La razón I/C puede alcanzar el valor 0,43 (1200veh/h) y el tiempo demorado es menor a 60%. Nivel D.- representa el principio del flujo inestable, con volúmenes del orden, aunque algo menores, que los correspondientes a la capacidad del camino. Las restricciones temporales al flujo pueden causar fuertes disminuciones de la velocidad de operación. Los conductores tienen poca libertad para maniobrar, poca comodidad en el manejo, pero estas condiciones pueden tolerarse por cortos periodos de tiempo. La velocidad de operación fluctúa alrededor de 80km/h .La razón I/C puede alcanzar el valor 0,64 (1800veh/h) y el tiempo demorado no supera el 75% Nivel E.- Representa la capacidad del camino o carretera y por lo tanto el volumen máximo absoluto que puede alcanzarse en la vía en estudio. El flujo es inestable, con velocidades de operación de orden de 72km/h .El nivel representa una situación de equilibrio limite y no un rango de velocidades y volúmenes como en los niveles superiores .La razón I/C alcanza de valor 1,0 (2800veh/h) y el tiempo demorado fluctúa entre 75 y 100% Nivel F.- describe el flujo forzado a bajas velocidades con volúmenes menores que la capacidad de la carretera. Estas condiciones se dan generalmente por la formación de largas filas de vehículos debido a alguna restricción en el camino. Las velocidades y las detenciones pueden ocurrir por cortos o largos periodos debido a la congestión en el camino. Las velocidades de operación con menores de 72 km/h. 3.5. SISTEMA DE CLASIFICACION DE CARRETERAS EN BOLIVIA En Bolivia existe una clasificación definida según el decreto supremo 25134 de 1998 que define el sistema Nacional de carreteras lo cual está definido en tres niveles dentro del sistema: 1) La Red Fundamental. 2) La Red Departamental. 3) La Red Municipal. La Red Fundamental.-conformado por carreteras que unen las principales ciudades de la nación con puertos y fronteras. Grupo: 21

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Con una longitud de 16.054 kilómetros y está administrada por la Administradora Boliviana de Carreteras (ABC) 1. La Red Departamental. Constituye la red vial circunscrita principalmente a la zona de un departamento constituye las carretas troncales departamentales. Con una longitud de 24.531 kilómetro. A cargo de las Prefecturas Departamentales. 2. La Red Municipal. Compuesta por: 

Caminos troncales vecinales que une pequeñas poblaciones.



Caminos rurales alimentadores, uniendo aldeas y asentamientos.

Con una longitud de 40.437 kilómetro. A cargo de los Municipios. 4. DEMANDA Y CARACTERISTICAS DEL TRANSITO 4.1. VOLUMEN HORARIO DEL DISEÑO (V.H.D.)  El Volumen Horario de Diseño (VHD) es el que determina las características que deben otorgarse al proyecto para evitar problemas de congestionamiento

y determinar

condiciones de servicio aceptable.  El VHD deberá obtenerse a partir de una ordenación decreciente de los mayores volúmenes horarios registrados a lo largo de todo un año.  Para determinar el (VHD) en nuestro proyecto se realizó el conteo de vehículos en el tramo Sucre- Ravelo punto de aforo CKUCHUTAMBO durante tres días el cual se especifica a continuación: Tabla N°2 AFORO VEHICULAR ZONA: CKUCHUTAMBO FECHA: 16/08/2017 20/08/2017 Hora Inicio: 07:00 a.m. 01:00 p.m. Hora final: 08:00 a.m. 02:00 p.m. cantidad cantidad Clasificacion de vehiculo Vehiculo Liviano (VP) 37 25 Vehiculos Comerciales Rigidos (CO) 17 20 Omnibuses de Mayor dimension (O) 33 38 Camion con semiremolque o 16 10 Remolque (SR) Sumatoria total

103

93

15/08/2017 06:00 p.m. 07:00 p.m. cantidad 31 15 8 12 66

Aforo vehicular Grupo: 21

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4.2. TRANSITO PROMEDIO DIARIO ANUAL (T.P.D.A.) 

El TPDA representa el promedio aritmético de volúmenes diarios para todos los días del año previsible o existente en una sección dada de la vía. Su conocimiento da una idea cuantitativa de la importancia de la ruta en sección considerada .también es un parámetro que determina la categoría de la carretera. TPDA =

VHD 0.12

88

= 0.12 = 733.333 vehiculos

𝑻𝑷𝑫𝑨 = 𝟕𝟑𝟒 𝒗𝒆𝒊𝒄𝒖𝒍𝒐𝒔 Formula N°2 Se considera 0.12 por que corresponde a carretas de transito mixto con variaciones estacionales. Según datos obtenidos se pudo calcular 734 vehículos / hora 4.3. CRECIMIENTO DEL TRANSITO (T.P.D.A. FUTURO) Deben establecerse los volúmenes de transito presentes en el año de puesta en servicio del proyecto y aquellos correspondiente al año horizonte del proyecto, permite eventualmente elaborar un programa de construcción por etapas. Para realizar el T.P.D.A. futuro se asume un tiempo de vida útil de la carretera, es decir el año horizonte del proyecto, i es la tasa de crecimiento automotriz y t es el tiempo de vida que tomaremos (t = 20 años e i= 3.5%) El crecimiento de transito futuro (T.P.D.A.) nos sirve para determinar el tipo de carretera para la cual utilizamos los siguientes métodos. 

Método aritmético. TPDAf = TPDAO ∗ (1 +

i∗t ) 100

Fórmula N°3 

Método geométrico. 𝑖 𝑡 TPDAf = TPDAO ∗ (1 + ) 100 Fórmula N°4

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

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Método exponencial 𝑖∗𝑡

TPDAf = TPDAO ∗ 𝑒 100 Fórmula N°5 

Método de Wappaus.TPDAf = TPDAO ∗ (

200 + 𝑖 ∗ 𝑡 ) 200 − 𝑖 ∗ 𝑡

Fórmula N°6 Valores obtenidos del INE Tabla N°3 parque automotor

Los datos obtenidos del INE con los cuales obtendremos en indice de crecimiento vehicular Origen i= 9.80 %

destino= 1.51%

Promedio: i= 5.66 % Tabla N°4 tasa de crecimiento poblacional

TASA DE CRECIMIENTO POBLACIONAL ORIGEN DESTINO RAVELO Y COMUNIDADES SUCRE ALEDAÑAS CENSO Tasa Tasa 2001 4.2 2.27 2012 2.3 0.65 Datos obtenidos del INE del indice de crecimiento poblacional del la ciudad de sucre y el municipio de Ravelo. Grupo: 21

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Origen i= 3.25 %

destino= 1.46%

Promedio: i= 2.36 % Promedio del índice de crecimiento vehicular y poblacional obtenidos del INE. Promedio: i= 4.01 % Por lo tanto se usara un índice de crecimiento i=4.01% TPDA =734 vehículos/hora t = 20 años (año horizonte). Método aritmético. TPDAf = 734 ∗ (1 +

4.01 ∗ 20 ) = 1322.67 veh/hr. 100

TPDAf = 1323 veh/hr. Método Geométrico.TPDAf = 734 ∗ (1 +

4.01 20 ) = 1661.38 veh/hr 100

TPDAf = 1662 veh/hr Método Exponencial.TPDAf = 734 ∗ e

4.01∗20 100

= 1636.82 veh/hr

TPDAf = 1637 veh/hr Método de Wappaus.TPDAf = 734 ∗ (

200 + 4.01 ∗ 20 ) = 1716.75 veh/hr 200 − 4.01 ∗ 20

TPDAf = 1717 veh/hr El TPDA futuro para el presente proyecto será el promedio de los 4 métodos Nuestro TPDA futuro será 1585 veh/hora por lo cual nuestra carretera será de categoría IB Grupo: 21

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CIV-323

4.4. VEHICULO TIPO Es el camión ómnibus interurbano (o) ya que en el cálculo de VHD tuvimos una cantidad considerable de este tipo de vehículo y nos ofrece un diseño geométrico adecuado para cumplir las exigencias de nuestra carretera. Se eligió el siguiente vehículo tipo ya que se tiene una cantidad considerable y que en la zona se realiza diferentes tipos de actividades como el trasporte de ganadería, agricultura, etc. Esto influye bastante en el diseño geométrico de la carretera, como ser:  Para determinar el ancho del carril  Calculo de sobre anchos de calzadas en curvas  Calculo del ancho de canteros  Rampa máxima admisible, pendiente longitudinal máxima  Determina el galibo vertical  Determinación de la velocidad de proyecto  Calculo de distancias mínimas de visibilidad frenado y sobrepaso  Según la norma ABC para nuestro tipo de carretera se obtuvo 3,5m ancho calzada y 2.5m ancho de la berma.(las medidas del vehículo están en metros)

Fuente slideshare.com 5. CÁLCULO Y DETERMINACION DE DATOS BASICOS PARA EL TRAZADO 5.1. CATEGORIA DE LA CARRETERA Las carreteras se dividen en 6 categorías, donde los principales parámetros que ayudan a clasificar a una carretera en categorías, son el TPDA (trafico promedio diario anual), VHD (volumen horario de diseño) y la función que cumple la carretera y es una clasificación para que se lo pueda distinguir porque cada categoría tiene su propia característica en particular y nos ayudara a elegir según el TPDA que categoría vamos a trazar en el siguiente proyecto Grupo: 21

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Tabla Nº 5 Categorías de diseño

CATEGORIA DE LA CARRETERA 0

I.A

I.B

CARACTERISTICAS

CRITERIO DE CLASIFICACION

Velocidades Directrices (km/h)

Doble calzada TPDA mayor de 15000 Dos o mas carriles por direccion VHD corresponde al nivel de sevicio C Control total de acceso funcion de total prioridad movilidad

120 - 80

Doble calzada TPDA mayor de 5000 Dos o mas carriles por direccion VHD corresponde al nivel de sevicio C Control parcial de acceso o superior funcion mas importante movilidad Calzada simple TPDA mayor de 1500 Dos carriles VHD corresponde al nivel de sevicio Control parcial de acceso igual o superior al C o D

120 - 70

120 - 70

II

Calzada simple Dos carriles

TPDA mayor de 700

100 - 50

III

Calzada simple Dos carriles

TPDA mayor de 300

80 - 30

IV

Calzada simple Dos carriles

TPDA mayor de 200

80 - 40

Fuente ABC Según los datos de VHD Y TPDA obtenidos nuestra carretera será de Categoría I.B 5.2. DETERMINACION DEL TIPO DE TERRENO 5.2.1 Pendiente promedio: Para determinar la pendiente promedio del terreno tomamos datos de variación de alturas en puntos estratégicos y obtuvimos los valores como se especifica a continuación: Tabla N°6 : Determinación del tipo de terreno Puntos A-B C-D E-F G-H I-J K-L M-N O-P Q-R

Cota Inicio 2835 2824 2835 2845 2845 2852 2825 2847 2825

Cota Final 2850 2835 2850 2860 2865 2870 2835 2867 2840

Distancia Horizontal (di) 158 105 260 143 134 61 150 142 170 ∑

Grupo: 21

1323

ΔH

mi

mi*di

15 11 15 15 20 18 10 20 15

9.494 10.476 5.769 10.490 14.925 29.508 6.667 14.085 8.824

1500 1100 1500 1500 2000 1800 1000 2000 1500 ∑

13900

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∆H = Cota final − Cota inicial

𝑚𝑖 =

ΔH ∗ 100 𝑑𝑖

ΔH

Fórmula N°7 100 ̅ = 𝑴

∑ 𝒎 ∗ 𝒅𝒊 ∑ 𝒅𝒊

Fórmula N°8 

Determinando la pendiente media del terreno ̅ = 𝑴

∑ 𝑴 ∗ 𝒅𝒊 13900 = = 𝟏𝟎. 𝟓𝟎% ∑ 𝑫𝒊 1323 ̅ = 𝟏𝟎. 𝟓𝟎% 𝑴

Tabla N°7: Pendiente promedio para determinar el tipo de terreno

Pendiente Promedio > 4% 2%