• Author / Uploaded
• Joseph Alexander

Citation preview

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

DISEÑO GEOMETRICO DE SECCION TRANSVERSAL Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

CONTENIDO 5.1. GENERALIDADES 5.2. SECCIÓN TRANSVERSAL 5.2.1. TIPOS DE SECCIONES TRANSVERSALES 5.3. ELEMENTOS DE SECCIONES TRANSVERSALES 5.3.1. DERECHO DE VIA O FAJA DE DOMINIO 5.3.2 ANCHO DE LA FAJA DE DOMINIO 5.3.2.a Ancho Normal 5.3.2.b Ancho Mínimo 5.3.2.c Previsión para Transito de Ganado 5.3.3. ZONA DE PROPIEDAD RESTRINGIDA 5.3.4. NUMERO DE CARRILES DE LA SECCION TIPO 5.3.5. CALZADA 5.5.2.a Ancho de Tramos en Tangente 5.5.2.b Ancho de Tramos en Curva Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

CONTENIDO 5.5.3 BERMAS 5.5.3.a Ancho de las Bermas 5.5.3.b Inclinación de las Bermas 5.5.4 BOMBEOS 5.5.5 PERALTES 5.5.5.a Valores del Peralte 5.5.5.b Transición del Bombeo al Peralte 5.5.5.c Peraltes Mínimos 5.3.6 SEPARADORES 5.3.7 TALUDES 5.3.7.a Taludes en Corte 5.3.7.b Taludes de Terraplenes 5.3.8 CUNETAS Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

GENERALIDADES • Es un corte vertical normal al eje longitudinal de la carretera o del alineamiento horizontal, el que define la disposición y dimensiones de los diferentes elementos que forman la carretera en cada sección y su relación con el terreno natural.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

GENERALIDADES 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.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

GENERALIDADES

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

SECCION TRANSVERSAL

Corte transversal y normal al alineamiento horizontal, 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.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

SECCION TRANSVERSAL Influye en la capacidad de la vía, en su costo de expropiación, construcción, conservación, y también en la seguridad de la circulación. Un proyecto debe considerar la viabilidad de las ampliaciones necesarias en el futuro.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

SECCION TRANSVERSAL Calzada elemento importante de la sección transversal es la zona destinada al paso de los vehículos. Sus dimensiones debe garantizar un nivel de servicio adecuado, para la intensidad de tráfico previsible.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

TIPOS DE SECCIONES T.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

TIPOS DE SECCIONES T.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

TIPOS DE SECCIONES T.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

ELEMENTOS DE LA SECCION TRANSVERSAL

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

ELEMENTOS DE LA SECCION TRANSVERSAL Los elementos son: ancho de zona o derecho de vía, calzada ó superficie de rodadura, bermas, carriles, cunetas, taludes y elementos complementarios,

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

DERECHO DE VÍA O FAJA DE DOMINIO 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. El MTC a través de la Dirección General de Caminos ejerce dominio sobre el derecho de Vía, norma, regula y autorizará su uso debido del mismo. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

ANCHO DE LA FAJA DE DOMINIO Son Elementos del Derecho de Vía las zonas para su operación y explotación tales como: - Zonas de Descanso y/o Estacionamiento - Zonas de Auxilio y Emergencia - Paraderos de Emergencia - Paraderos de Camiones o Autobuses - Instalaciones Públicas - Áreas Paisajistas, etc. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

ANCHO DE LA FAJA DE DOMINIO Una sección amplia del derecho de vía proporciona una carretera más segura, permite tener taludes de acabado suave y, en general, costos más bajos en el mantenimiento y en la remoción de la nieve.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ancho de Faja de Dominio Deseable ANCHO DE FAJA DE DOMINIO (m)

CLASIFICACIÓN

Carretera Nacional de dos calzadas

70 – 50

Carretera Nacional de una calzada

70 – 30

Carretera Departamental

40 – 30

Carretera Vecinal

25 - 20 Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ancho Normal Faja de Dominio

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, ello según la siguiente tabla.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

(*) Excepto obras de contención de tierras. (**) Si existe camino lateral y esta obra discurre por el exterior de él (caso de las reposiciones de servicios) estos anchos pueden ser nulos.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ancho Mínimo faja de Dominio 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, MTC realizar las acciones necesarias para resolver la situación legal. En la ejecución de obras y/o instalaciones fijas o provisionales, cambiar el de las mismas, plantar o talar árboles, en el derecho de Vía, se requiere de autorización de la Dirección General de Caminos del MTC. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Tabla de Faja de Dominio Mínimo MINIMO DESEABLE (m)

MINIMO ABSOLUTO (m)

Autopista

50

30

Multicarril o Duales

30

24

Dos carriles (1ra y 2da Clase)

24

20

Dos carriles (3ra Clase)

20

15

TIPO DE CARRETERA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

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.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

ZONA DE PROPIEDAD RESTRINGIDA

Ante la necesidad por seguridad, visibilidad o futura ampliación, se restringe la capacidad de construir edificaciones permanentes o de grandes dimensiones (altura fundamentalmente). Esta restricción se trata de una limitación en el derecho de propiedad, implica una compensación pecuniaria o de otra índole entre el Estado y el propietario a fin de no coartar los derechos de propiedad que la Constitución preserva y el Estado respeta.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

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 siguiente tabla. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

NÚMERO DE CARRILES DE LA SECCIÓN TIPO El número de carriles es fundamental para determinar el nivel de servicio que puede conseguirse, y por ende tiene un efecto marcado en la seguridad y en la capacidad de tráfico de una carretera. El número de carriles de cada calzada se fijará de acuerdo con las previsiones de la intensidad y composición del tráfico previsible en la hora de diseño del año horizonte, así como del nivel de servicio deseado, y en su caso, de los estudios económicos pertinentes. De dichos estudios se deducirán las previsiones de ampliación. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Se tendrán en cuenta las siguientes consideraciones: En carreteras de calzadas separadas: No proyectar más de 4 carriles por calzada ni menos de 2 en la sección tipo. No se consideran, los carriles de cambio de velocidad o de trenzado y los incluidos en confluencias de autovías o autopistas urbanas. En carreteras de calzada única: Se proyectarán dos carriles por calzada, uno para cada sentido de circulación. No se proyectarán calzadas con dos carriles por sentido. No se considera, los carriles adicionales ni los de cambio de velocidad. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

CALZADA Es la zona de la sección transversal destinada a la circulación segura y cómoda de los vehículos. Es necesario que su superficie esté pavimentada para utilizarla todo el tiempo, salvo en situaciones meteorológicas extraordinarias. El tipo de pavimento que se emplee dependerá de la intensidad y composición del tráfico previsible pero, en general, no estará relacionado con las dimensiones y características geométricas de la calzada. La calzada se divide en carriles, cada uno con ancho suficiente para la circulación de una fila de vehículos. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ancho de Tramos en Tangente

El ancho de los carriles depende de las dimensiones de los vehículos que utilizan la vía, y de otras consideraciones:  Cuanto mayor sea la velocidad, mayor es la oscilación de la posición transversal del vehículo dentro del carril, y por tanto el ancho de éste debe ser mayor. • Cuando el radio de curvatura es reducido, es necesario un ancho mayor que el normal en tangente. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ancho de Tramos en Tangente El ancho de los carriles tiene, además, repercusiones sobre el nivel de servicio. El mínimo ancho de carril, teniendo en cuenta la presencia de camiones es de 3,00 m. con un estándar fuera de poblado de 3,50 ó 3,60 m.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

En consecuencia, el ancho y número de carriles se determinarán mediante un análisis de capacidad y niveles de servicio. Los anchos de carril que se usen, serán: 3,00 m; 3,30 m; 3,50 m; 3,60 m y 3,65 m. En la siguiente tabla, se indica los valores apropiados del ancho del carril para cada velocidad directriz con relación a la importancia de la carretera. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ancho de Tramos en Curva Las secciones indicadas en la tabla anteriormente mostrada estarán provistas de sobreanchos en los tramos en curva, de acuerdo a lo normado en lo referente a curvas de transición.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Sobreancho • Sobre ancho deseado en cualquier punto

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Sobreancho Distribución del sobre ancho cuando un arco de espiral empalma a dos arcos circulares de radio diferente y del mismo sentido

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

BERMAS Las bermas son un elemento importante de la sección transversal. Además de contribuir a la resistencia estructural del pavimento de la calzada en su borde, mejoran las condiciones de funcionamiento del tráfico de la calzada y su seguridad: para ello, las bermas pueden desempeñar, por separado o conjuntamente, varias funciones que determinan su ancho mínimo y otras características, que se enumeran a continuación.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

BERMAS Consideraciones de costos (sobre todo en terreno muy accidentado) pueden inclinar a prescindir de alguna de estas funciones. Las bermas deberán tener un ancho que les permita cumplir al menos la función de protección del pavimento, un mínimo de 0.50 m.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

BERMAS La plataforma debe tener un sobreancho que permita una compactación uniforme de la berma, sin riesgos para el operador de la maquinaria (s.a.c) este sobreancho además cumple una función defensora de la berma.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

BERMAS En la siguiente tabla, 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.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ancho de las Bermas

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Inclinación de las Bermas En las vías con pavimento superior la inclinación de las bermas se regirá según la siguiente grafica 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 las normas de diseño geométrico.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Inclinación de las Bermas 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. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Inclinación de las Bermas 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. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

BOMBEOS El drenaje de un pavimento depende tanto de la pendiente transversal o bombeo, como de su pendiente longitudinal. En rasantes a nivel o casi a nivel, tales como los que se encuentran en trazos en las planicies de la costa, así como en las curvas verticales cóncavas, el agua que cae sobre el pavimento se esparce en ángulo recto con respecto al eje central del camino, hacia los taludes y cunetas. . Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

BOMBEOS Cuando exista una gradiente longitudinal, el agua fluirá diagonalmente hacia el lado exterior del pavimento, siguiendo la gradiente negativa. Si la pendiente fuera pronunciada y no tuviera bombeo, el agua permanecerá sobre el pavimento una distancia considerable antes de salir hacia las bermas. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

BOMBEOS En tramos rectos o en aquellos cuyo radio de curvatura permite el contra peralte 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 Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

La siguiente tabla 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. Bombeo (%) Tipo de Superficie

Pavimento Superior Tratamiento Superficial Afirmado

Precipitación: < 500 mm/año

Precipitación: > 500 mm/año

2,0

2,5

2,5 (*)

2,5 – 3,0

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 siguiente figura

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

PERALTE Valores del Peralte

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Con el fin de contrarrestar la acción de la fuerza centrífuga, las curvas horizontales deben ser peraltadas; salvo en los límites fijados en la siguiente tabla.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

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, se utilizarán como valores máximos los siguientes: Peralte Máximo (p) Absoluto

Normal

Cruce de áreas urbanas

6.0%

4.0%

Zona Rural (Tipo 1,2 ó 3)*

8.0%

6.0%

Zona Rural (Tipo 3 ó 4)*

12.0%

8.0%

Zona Rural con peligro de hielo

8.0%

6.0%

(*) El tipo corresponde a la clasificación vial según condiciones orográficas Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Transición del Bombeo al Peralte.

En el alineamiento horizontal, al pasar de una sección en tangente a otra en curva, se requiere cambiar la pendiente de la corona, desde el bombeo hasta el peralte correspondiente a la curva; este cambio se hace gradualmente a lo largo de la longitud de la espiral de transición. Osea, la transición del bombeo al peralte se ejecutará a lo largo de la longitud de la Curva de Transición.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Transición del Bombeo al Peralte Cuando no exista Curva de Transición, se seguirá lo indicado en la siguiente tabla.

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. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Peraltes Mínimos Las curvas con radios mayores que los indicados en la siguiente tabla para cada velocidad directriz, mantendrá el peralte de 2%. Valores de radio por encima de los cuales no es indispensable peralte

V(Km/h)

R (m)

30

40

50

60

70

80

90

≥ 100

1000

1400

1800

2300

2800

3400

4100

5000

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Peraltes Mínimos

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

SEPARADORES El separador central en autopista tendrá, siempre que sea posible, un ancho mínimo de catorce metros (14 m). Cuando dicho ancho no pueda mantenerse por razones técnico - económicas, se podrá disminuir hasta un límite de dos metros (2 m). Velocidad Directriz (Km/h)

V.D. ≤ 70

Con Isla o barrera Min. Absoluto

Min. Deseable

2.00

Sin Isla o barrera

Min. Abs. Para Amp. N° carriles

Min. Absoluto

Min. Deseable

3.00

6.00

9.00

6.00

10.00

10.00

4.50 V.D. > 70

3.00

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

SEPARADORES • Excepcionalmente, para casos expresamente justificados (estructuras singulares) podrá reducirse el ancho del separador, previa autorización del MTC, hasta un límite absoluto de 1 m. • Cuando se prevea la ampliación del número de carriles, el separador tendrá un ancho mínimo de 10 m. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

TALUDES Inclinación de diseño que se da al terreno lateral de la carretera, que pueden ser de corte o relleno(terraplén); es la tangente del ángulo formado por el plano de la superficie del terreno y la línea teórica horizontal . Los taludes varían de acuerdo a las características geo mecánicas del terreno, su altura, inclinación y otros detalles de diseño o tratamiento, se determinarán de acuerdo al estudio de mecánica de suelos o geológicos correspondientes. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

TALUDES DE CORTE

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Taludes de Terraplenes Las inclinaciones de los taludes para terraplenes variarán en función de las características del material con el cual está formado el terraplén, siendo de un modo referencial los que se muestran en la Tabla. Talud (V:H)

Materiales

Altura (m) < 5.00

5.00 – 10.00

> 10.00

1 : 1.5

1 : 1.75

1:2

Arenas limpias

1:2

1 : 2.25

1: 2.5

Enrocados

1:1

1 : 1.25

1 : 1.5

Material Común (Limos arenosos)

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Cunetas Son canales abiertos construidos lateralmente a lo largo de la carretera, con el propósito de conducir los escurrimientos superficiales y subsuperficiales procedentes de la plataforma vial, taludes y áreas adyacentes a fin de proteger la estructura del pavimento. La sección transversal puede ser triangular, trapezoidal o rectangular. Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Cunetas Sus dimensiones se deducen a partir de cálculos hidráulicos, teniendo en cuenta su pendiente longitudinal, la intensidad de lluvia prevista, pendiente de cuneta, área de drenaje y naturaleza del terreno, entre otros.

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA

VIDEOS https://www.youtube.com/watch?v=vJfQsB-jNU8 https://www.youtube.com/watch?v=Da3F9wgaXQg https://www.youtube.com/watch?v=dZxFMK4cTuQ& t=11s https://www.youtube.com/watch?v=xaM9lR11yc0 https://www.youtube.com/watch?v=4fmYbn1uxz8 https://www.youtube.com/watch?v=EyjLeMtP6uA https://www.youtube.com/watch?v=ive2FSjpwKk

VIDEOS https://www.youtube.com/watch?v=6Hj3qzgoEs4 https://www.youtube.com/watch?v=qWgw3i88oKU https://www.youtube.com/watch?v=vddwWIyz-fk https://www.youtube.com/watch?v=wSn2piMg5nw https://www.youtube.com/watch?v=UZYYkgrBqrY https://www.youtube.com/watch?v=VgoNEFZXWZY https://www.youtube.com/watch?v=UZYYkgrBqrY

GRACIAS

Ing. LUCIO GAMERO HUARCAYA