Diseño de una carretera
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DISEO DE UNA CARRETERA.
1.-Objetivos.
La construccin de una carretera es de mucha importancia para el trasporte de las movilidades
y la comunicacin.
Facilidad de transporte y reduccin de tiempo para transportar de un lugar a otro.
La comunicacin adecuada entre los departamentos, provincias y comunidades y asmismo la comunicacin de la poblacin en general.
La comunicacin tambin en el traslado de sus productos al mercado.
1. 1.- Objetivos general.
-La correcta utilizacin de los instrumentos topogrficos.
-La adquisicin de planillas para poder realizar los planos respectivos.
-Realizar el levantamiento del eje de una carretera como proyecto.
-Realizar el levantamiento de transversales de dicho eje.
-Realizar el trabajo de gabinete para las curvas verticales.
-Representar el terreno por el mtodo de las radiales.
1.2.-Objetivos especficos.
-Realizar el correcto levantamiento de la superficie de un terreno para un proyecto de diseo deuna carretera.
-Realizar el clculo de volmenes de corte y de quien estamos de una carretera.
-Trazar el eje de una carretera de un tramo datos.
-Realizar el perfil de dicho eje.
-Con las normas de ABC disear una carretera.
-Disear transversales de dicha carretera.
-Los puntos encontrados en campo llevarlo a un programa especializado para crear el una
superficie para el diseo de una carretera.
2.-Aspectos generales.
2. 1.-Ubicacin Poltica y Geogrfica.
Bolivia es un estado de Amrica del Sur que ocupa un espacio relativamente sentar en elcontinente sudamericano. Est situado en la zona Inter tropical del hemisferio austral, entre los
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nueve grados 938 y los2253 de latitud sur con respecto al mediano de Greenwich, posee
una posicin occidental, comprendida entre los 5725 y los 6938 de latitud oeste.
Bolivia se encuentra rodeada por cinco pases:
Brasil noreste, Paraguay al sudeste, Argentina al sur, Chile y Per al oeste.
Podra cuenta con nueve departamentos los cuales son:
La Paz, Sucre, Potos, Tarija, Oruro, Cochabamba, Pando, Beni, Santa Cruz.
La superficie total es de 1,098,581 kilmetros cuadrados, polticamente tiene 16 provincias y256 cantones, est situado en una latitud de 19 35 5 y una longitud de 65 45 0 como una
altura de 3976 metros sobre el nivel del mar.
El departamento de Potos, situado al suroeste del pas, limita al norte con los departamentos
de Oruro y Cochabamba a este con Chuquisaca y Tarija al sur con la repblica de Argentina yal este con la repblica de Chile.
La precipitacin fluvial corresponde a los meses de diciembre y a febrero como unaprecipitacin anual de 250 milmetros. La flora es caracterstica del altiplano bolivianoencontrndose variedades de paja brava y thola, normalmente posee escasa vegetacin.
El rea de estudios debido a su clima y por consecuencia de la temperatura y vegetacin no esapta para la proliferacin de los animales. Los aspectos topogrficos de la zona presentan unageomorfologa ana regin montaosa donde las rocas forman altos datos topogrficos,constantemente sometidos a meteorizacin y erosin. La zona se caracteriza por presentar el
que verdes y valles que alcanza niveles bajos estableciendo de esta manera fuertesvariaciones topogrficas, controlados por cambios bruscos dependientes.
2. 2.-Ubicacin fsica (imagen satelital).
La zona de Cant marca, se encuentra situado en general entre los 19 35 38. 97 estn, 65
47 0 1. 82 norte con una elevacin alrededor de 3976 metros sobre el nivel del mar. La
condicin del clima que caracteriza la regin, por su relieve por su topografa, corresponde a un
clima micro trmico de inviernos secos, con una temperatura que flucta alrededor de 13 y17C, variando en pocas de inviernos.
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3.-Fundamento terico.
3. 1.-Aspectos topogrficos que se deben tomar en cuenta para el diseo de unacarretera.
Antes de iniciar propiamente los estudios topogrficos se requiere de un reconocimiento
preliminar en el cual, primero se har una entrevista o reunin con los beneficiarios pararecoger datos de gran utilidad en el proyecto como lo relativo a afectaciones, caractersticas deros, nombre de lugares intermedios, localizacin de zonas bajas o inundables, niveles de aguaen crecientes y si es posible alguna de esas personas auxiliara como gua en el reconocimientotcnico del camino.
Una vez hecho esto se proceder a hacer un reconocimiento directo del camino paradeterminar en general caractersticas:
o Geolgicaso Hidrolgicaso Topogrficas y complementarias
As s vera el tipo de suelo en el que se construir el camino, su composicin y caractersticasgenerales, ubicacin de bancos para revestimientos y agregados para las obras de drenaje,cruces apropiados para el camino sobre ros o arroyos, existencia de escurrimientossuperficiales o subterrneos que afloren a la superficie y que afecten el camino, tipo devegetacin y densidad, as como pendientes aproximadas y ruta a seguir en el terreno.
Este reconocimiento requiere del tiempo que sea necesario para conocer las caractersticas delterreno donde se construir el camino, y para llevarlo a cabo se utilizan instrumentos sencillos
de medicin como brjulas para determinar rumbos, clisimetro para determinar pendientes,odmetro de vehculos y otros instrumentos sencillos.
A travs del reconocimiento se determinan puertos topogrficos que son puntos obligados deacuerdo a la topografa y puertos determinados por lugares obligados de paso, ya sea porbeneficio social, poltico o de produccin de bienes y servicios.
Con todos los datos recabados, resaltando los ms importantes, se establecer una rutatentativa para el proyecto.
Existen procedimientos modernos para el reconocimiento como el fotogramtrico electrnico,pero resulta demasiado costoso, muchas veces para el presupuesto que puede tener uncamino, tambin es importante decir que el tipo de vegetacin y clima de algunas regiones nopermite usar este procedimiento por lo que se tiene que recurrir al reconocimiento directo quese puede auxiliar por cartas topogrficas.
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Reconocimiento topogrfico.
TRAZO PRELIMINAR.
Cuando se tienen localizados los puntos obligados se procede a ligar estos mediante unprocedimiento que requiere:
El trazo de una poligonal de apoyo lo mas apegada posible a los puntos establecidos, con
orientacin astronmica, PIS referenciados y deflexiones marcadas con exactitud ya que serla base del trazo definitivo.
La poligonal de apoyo es una poligonal abierta a partir de un vrtice o punto de inicio clavandoestacas a cada 20 metros, y lugares intermedios hasta llegar al vrtice siguiente. Para laubicacin de estos se utiliza el clismetro o l circulo vertical del trnsito, empleando lapendiente deseada.
La pendiente ser cuatro unidades debajo de la mxima especificada donde sea posible paraque al trabajador en gabinete tenga ms posibilidades de proyectar la subrasante,incrementando la pendiente a la mxima si es necesario para economizar volmenes.
Nivelacin de la poligonal, generalmente a cada 20 metros, que ser til para definir cotas decurvas de nivel cerradas a cada 2 metros.
Obtencin de curvas de nivel en una franja de 80 o 100 metros. En cada lado del eje delcamino a cada 20 metros o estaciones intermedias importantes.
Dibujo de trazo y curvas de nivel con detalles relevantes como cruces, construcciones, fallasgeolgicas visibles, etc.
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Como el dibujo del trazo y las curvas de nivel se puede proyectar en planta la lnea terica delcamino a pelo de tierra, para proyectarla se utiliza un comps con una abertura calculadasegn la pendiente con que se quiere proyectar.
La separacin de curvas de nivel dividida entre la pendiente a proyectar, es la abertura delcomps con la cual se ubicaran los puntos de la lnea a pelo de tierra utilizando la mismaescala del plano.
Lnea tentativa
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3. 2.-Estudios de trfico y normas de diseos geomtrico de una carretera.
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La carretera es una faja de terreno con un plano de rodadura especialmente dispuesto para eltrnsito adecuado de vehculos y est destinada a comunicar entre s regiones y sitios poblados
El diseo geomtrico en planta o alineamiento horizontal, es la proyeccin sobre un planohorizontal del eje real o espacial de la carretera. En la filosofa del diseo convencional, dicho
eje est constituido por una serie de tramos rectos denominados tangentes, enlazados entre spor curvas horizontales.
Las curvas horizontales que conectan dos secciones tangentes rectas pueden ser de dos tiposarcos circulares y espirales.
Los estudios para trazado y localizacin de una carreta cubren 5 etapas:
1. Reconocimiento: Es un examen general del terreno para determinar la ruta o rutas posiblesde unin entre los puntos primarios de control que se sealan al Ingeniero de Vas.
2. Trazado ante preliminar: Se adopta la mejor o mejores ubicaciones de la va.
3. Trazado preliminar: Se realiza sobre la ruta escogida con aparatos de precisin para ellevantamiento topogrfico de una zona de terreno en la cual va a proyectarse.
4. Proyecto: Comprende los diseos en planta y en perfil del eje de la va.
5. Localizacin: Consiste en las labores necesarias para transferir al terreno el eje de la vadeterminado en el proyecto.
Rutas
La RUTA es aquella franja de terreno, de ancho variable, comprendida entre dos puntosobligados extremos y que pasa a lo largo de puntos obligados intermedios, dentro de la cual esfactible hacer la localizacin del trazado de una va.
Puntos obligados:
Son aquellos sitios extremos o intermedios por los que necesariamente deber pasar la va. Laidentificacin de una ruta a travs de estos puntos y su paso por otros puntos secundarios,hace que aparezcan varias rutas alternas.
Para todas las rutas alternas es necesario llevar a cabo la seleccin, que comprende una seriede trabajos preliminares que tienen que ver con acopio de datos (recoleccin de informacinbsica relacionada con la topografa, la geologa, la hidrologa, el drenaje y los usos del suelo),estudio de planos, reconocimientos areos y terrestres, poligonales de estudio, etc.
Evaluacin de las rutas:
La mejor ruta, ser aquella que de acuerdo a las condiciones topogrficas, geolgicas,hidrolgicas y de drenaje, ofrezca el menor costo con el mayor ndice de utilidad econmica,social y esttica.
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Existen varios mtodos de evaluacin de rutas entre los que se encuentra el de Bruce queutiliza la siguiente frmula matemtica:
xo = x + k * Sumatoria y
Donde:xo = Longitud resistente (m)x = Longitud total del trazado (m)Sumatoria y = desnivel o suma de desniveles (m)k = Inverso del coeficiente de friccin.
TIPO DE SUPERFICIE VALOR MEDIO DE kTierra 21Grava o asfalto 35macadam 32Concreto 44
Lnea de pendiente
La lnea de pendiente es aquella lnea que, pasando por los puntos obligados del proyecto,conserva la pendiente uniforme especificada y que de coincidir con el eje de la va, ste noaceptara cortes ni rellenos, por lo cual tambin se le conoce como lnea de ceros.
Trazado De La Lnea De Ceros Sobre Un Plano
FIGURA 1
En la figura 1, se supone que los puntos A y B se encuentran sobre dos curvas de nivelsucesivas, entonces la pendiente de la lnea recta AB que los une es:
Pendiente de AB = tangente del ngulo = BC / AC
Si se quiere mantener una lnea de pendiente uniforme, se despeja AC en la formula, BC es ladiferencia de nivel o la equidistancia y la tangente del ngulo es la pendiente de la recta AB,
AC sera la distancia horizontal entre curvas sucesivas.
Para trazar la lnea de ceros sobre un plano, se prevee que la distancia AC en metros, reducidaa la escala del plano, es la distancia con que se debe abrir un comps de puntas secas a partirdel punto inicial, acto seguido se materializan los puntos donde coincide la abertura del compssobre la curva de nivel inmediatamente superior.
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TRAZADO DE LA LINEA DE CEROS EN EL TERRENO
Se lleva marcndola en la direccin requerida, pasando por los puntos de control y por loslugares ms adecuados. para tal efecto se emplean miras, jalones y clismetros nivel.
Diseo Geomtrico En Planta
Una carretera es un sistema que logra integrar beneficios, conveniencia, satisfaccin yseguridad a sus usuarios, que conserva, aumenta y mejora los recursos naturales de la tierra,el agua y el aire y que colabora con el logro de los objetivos del desarrollo regional, industrial,comercial, residencial, recreacional y de salud pblica.El Diseo geomtrico de carreteras es el proceso de correlacin entre sus elementos fsicos ylas caractersticas de operacin de los vehculos, mediante el uso de las matemticas, la fsicay la geometra. En ese sentido, la carretera que geomtricamente definida por el trazado de sueje en planta y en perfil y por el trazado de su seccin transversal.
El diseo geomtrico en planta, o alineamiento horizontal, es la proyeccin sobre un planohorizontal del eje real o espacial de la carretera constituido por una serie de tramos rectosllamados tangentes enlazados entre s por curvas.
Curvas circulares simples
Las curvas circulares simples son arcos de circunferencia de un solo radio, que constituye laproyeccin horizontal de las curvas reales o espaciales, especialmente al unir dos tangentesconsecutivas.
Elementos de una curva circular-Punto de vrtice (PI): Es el punto de interseccin de las tangentes.-Punto de curvatura (PC): Es el punto en donde termina la tangente de entrada e inicia la curva.-Punto de tangencia (PT): Es el punto en dnde termina la curva y comienza la tangente desalida.-Angulo de deflexin (D): Es el ngulo central subtendido entre las dos tangentes.-Tangente (T): Es la distancia del PC al PI o desde el PI al PT.
T = R tan (D/2)
Cuerda larga (CL): Es la distancia recta entre el PC y el PT.
CL = 2R sen (D/2)
Externa (E): Es la distancia desde el PI al punto medio de la curva.
E = T tan (D/4)
Ordenada media (M): Es la distancia desde el punto medio de la curva, al punto medio de lacuerda larga.
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M = R [1 - cos (D/2)]
Centro de la curva circular (RP): Es el mismo punto de radio.
Radio de la curva circular (R): Es la distancia del RP al PC o al PT.
R = T / tan(D/2)
Longitud de la curva circular (L): Es la distancia del PC al PT por el arco de la curva.
L = c D /G
D = Delta
Grado de una curva circular (G):El ngulo especfico de una curva, se define como el ngulo en el centro de un arco circularsubtendido por una cuerda especfica c, sta es la definicin por cuerda. La definicin por arcoes el grado especfico de una curva, que es el ngulo central subtendido por un arcoespecfico.
Sistema arco -grado
R = 180 s / pi G
L = pi R D / 180
Sistema cuerda - grado (es el mas utilizado en carreteras)
G = 2 arcsen ( c / 2 R )
L = c D / G
Existen tambin curvas circulares compuestas que estn formadas por dos o ms curvas
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circulares, pero su uso es muy limitado, en la gran mayora de los casos se utilizan en terrenosmontaosos cuando se quiere que la carretera quede lo ms ajustada posible a la forma delterreno, lo cual reduce el movimiento de tierra. Tambin se pueden utilizar cuando existenlimitaciones de libertad en el diseo, como, por ejemplo, en los accesos a puentes, en lospasos a desnivel y en las intersecciones.
Curvas espirales
Las curvas espirales se usan para proporcionar una transicin gradual de la curvatura encurvas horizontales. Su uso ms comn es para conectar tramos rectos de un alineamiento concurvas circulares, disminuyendo as el cambio brusco de direccin que ocurrira en los puntosde tangencia.En la figura, se aprecia una curva espiral con longitud Le, que conecta la tangente de entradacon una curva circular de radio R. La longitud L, es la longitud de la curva espiral desde suorigen a un punto cualquiera P de radio conocido.
Curvas reversas
Existen cuando hay dos curvas circulares con un punto de tangencia comn y con centros enlados opuestos de la tangencia comn. En general estas estn prohibidas por toda clase deespecificaciones, y por tanto, se deben evitar en carreteras y ferrocarriles, pues no permite
manejar correctamente el peralte en las cercanas del punto de tangencia; adems, en esepunto puede haber dificultades en el funcionamiento de los vehculos. Sin embargo, seencuentran frecuentemente en terrenos montaosos y en carreteras urbanas.Las curvas reversas pueden tener aplicaciones importantes en el diseo de intersecciones,utilizando pequeos radios para ampliacin de calzadas, carriles, etc.
Desplazamiento de un vehculo sobre una curva circular
con el fin de proporcionar seguridad, eficiencia y un diseo balanceado entre los elementos de
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la va desde el punto de vista geomtrico y fsico, es fundamental estudiar la relacin existenteentre la velocidad y la curvatura.Cuando un vehculo circula sobre una curva horizontal, acta sobre el una fuerza centrfugaque tiende a desviarlo radialmente hacia afuera de su trayectoria.
(1) F = W V 2 / g R
F = Fuerza centrfuga desarrolladaW = Peso del vehculoV = Velocidad del vehculog = Aceleracin de la gravedadR = Radio de la curva circular horizontal
Se aprecia con claridad en la expresin anterior como al incrementarse la velocidad con unmismo radio, la fuerza centrfuga es mayor.
La nica fuerza que se opone al desplazamiento lateral del vehculo es la Fuerza de Friccindesarrollada entre las llantas y el pavimento, esta fuerza no es lo suficientemente capaz deimpedir el desplazamiento lateral del vehculo en la mayora de los casos, por esto es necesariobuscarle un complemento inclinando transversalmente la calzada. Dicha inclinacin sedenomina PERALTE.
Si sobre una curva horizontal de radio "R" un vehculo circula a una velocidad constante "V",segn la ecuacin anterior, el peso "W" y la Fuerza centrfuga "F" son tambin constantes, perosus componentes en las direcciones normal y paralela al pavimento varan segn la inclinacinque tenga la calzada, tal como se aprecia en la figura 1.
Para la situacin anterior las componentes normales de las fuerzas "W" y "F" son siempre delmismo sentido y se suman, actuando hacia el pavimento, contribuyendo a la estabilidad delvehculo. En cambio las componentes paralelas de dichas fuerzas son de sentido opuesto y surelacin hace variar los efectos que se desarrollan en el vehculo.
Las componentes normales y paralelas de las fuerzas "W" y "F" se definen como:Wn , Fn : Componentes normales al pavimentoWp , Fp : Componentes paralelas al pavimento
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De esta manera se presentan los siguientes casos:
1. Wp = 0La calzada es horizontal, es decir que no hay inclinacin transversal y "Fp" alcanza su valormximo "F".
2. Wp = FpLa fuerza resultante ( F + W ) es perpendicular a la superficie del pavimento, por lo tanto lafuerza centrfuga no es sentida en el vehculo, esta velocidad se denomina velocidad deequilibrio. (Figura 2).
3. Wp < Fp La fuerza resultante ( F + W ) actua en el sentido de la fuerza centrfuga "F", por lotanto el vehculo tiende a deslizarse hacia el exterior de la curva. Volcamiento en este caso es
tpico en vehculos livianos. (Figura 3)
4. Wp > FpLa resultante ( F + W ) acta en sentido contrario de "f", por lo tanto, el vehculo tiende adeslizarse hacia el interior de la curva. Volamiento es tpico en vehculos pesados. (Figura 4).
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Velocidad, curvatura, peralte y friccin
Dos fuerzas se oponen al desplazamiento lateral de un vehculo, la componente "Wp" del pesoy la fuerza de friccin transversal desarrollada entre las llantas y el pavimento. Para evitar queexista desplazamiento se acostumbra en las curvas darle cierta inclinacin transversal a lacalzada la cual se denomina peralte "e", que de acuerdo a las figuras anteriores:(2) e = tan
A la velocidad de equilibrio (figura 2)
Wp = Fp
W sen = F cos
sen / cos = F / W
tan = F / W
Reemplazando las ecuaciones 1 y 2
(3) e = V 2 / g R
Teniendo en cuenta que la gravedad es igual a 9.81 m/seg2 se tiende que:
(4) e = 0.007865 ( V 2 / R )
"V" se expresa en Kilmetros / hora y "R" en metros.
Para Wp < Fp (figura 3) Wp < Fp , o lo que es lo mismo Fp - Wp > 0
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En la figura 3 se aprecia que la resultante (Fp - Wp) actua hacia la izquierda, por lo que esresistida por una fuerza de friccin transversal "Ff" desarrollada entre las llantas y el pavimentoy que actua hacia la derecha.
Fp - Wp = Ff
Se sabe que,
Fuerza Friccin = Fuerza normal (coeficiente de friccin)
Ff = (Fn + Wn) f
f = Coeficiente de friccin transversal
Fp - Wp = (Fn + Wn) f
f = (Fp - Wp) / (Fn + Wn)
En la prctica para valores normales del peralte, la componente "Fn" es muy pequea y sepuede depreciar, entonces reemplazando:
f = (F cos - W sen ) / W cos
f = (F cos / W cos ) - (W sen / W cos ) = (F / W) - tan
f = (F / W) - e
Reemplazando la ecuacin 1
(5) e + f = ( V 2 / g R )
Convirtiendo unidades
(6) e + f = 0.007865 ( V 2 / R )
Para Wp > Fp (figura 4)
Por homologa se tiene que
(7) e - f = 0.007865 ( V 2 / R )
La situacin mas comn que se presenta es cuando los vehculos van a una velocidad mayorque la de equilibrio, por esto la expresin ms usada para efectos de diseo es la ecuacin 6.
El radio mnimo "R min", o el mximo grado de curvatura "G mx", es el lmite para una
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velocidad de diseo "V" dada, calculado a partir del peralte mximo "e mx" y el coeficiente defriccin transversal "f mx".
Por lo tanto para una determinada velocidad de diseo y una vez establecidos los valoresmximos del peralte y del coeficiente de friccin transversal, el radio mnimo se calcula segn
la ecuacin 6, como:
(8) R min = 0.007865 ( V 2 / (e mx + f mx) )
De esta manera a las curvas que tienen el radio mnimo les corresponde el peralte mximo
Un procedimiento bastante utilizado para calcular el peralte "e" de cualquier curva de radio "R",siendo R > R min, consiste en realizar una reparticin inversamente proporcional as:
e mx = 1 / R mine = 1 / R
De donde:
(9) e = ( R min / R ) e mx
Transicin del peralte
La seccin transversal de la calzada sobre un alineamiento recto tiene una inclinacin llamadaBOMBEO, el cual tiene por objeto facilitar el drenaje o escurrimiento de las aguas lluviaslateralmente hacia las cunetas. El bombeo vara dependiendo de la intensidad de las lluvias enla zona del proyecto del 1% al 4%.
As mismo la seccin transversal de la calzada sobre un alineamiento curvo tendr unainclinacin asociada con el peralte, el cual tiene por objeto, como se vio anteriormente, facilitarel desplazamiento seguro de los vehculos sin peligros de deslizamientos.
Para pasar de una seccin transversal con bombeo normal a otra con peralte, es necesariorealizar un cambio de inclinacin de calzada. Este cambio no puede realizarse bruscamente,sino gradualmente a lo largo de la va entre este par de secciones. A este tramo de la va se lellama Transicin del peraltado.
Si para el diseo de la va de las curvas horizontales se han empleado espirales de transicin,la transicin del peraltado se efecta conjuntamente con la curvatura. Cuando se disponenicamente de curvas circulares, se acostumbra realizar una parte de la transicin en recta y laotra parte en curva. Se ha determinado empricamente que la transicin del peralte puedeintroducirse dentro de la curva hasta en un 50%, siempre que por lo menos la tercera partecentral de la longitud de la curva quede con el peralte completo.
Para realizar la transicin del bombeo al peralte se pueden utilizarse tres procedimientos:
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1. Rotando la calzada alrededor de su eje central (es el ms conveniente) (figura 5).2. Rotando la calzada alrededor de su eje interior.3. Rotando la calzada alrededor de su eje exterior.
Donde:Lt = Longitud de transicinN = Longitud de aplanamientoL = Longitud de la curva circular (PC - PT)La longitud de transicin "Lt" se considera desde aquella seccin transversal donde el carrilexterior esta a nivel o no tiene bombeo, hasta aquella seccin donde la calzada tiene todo superalte "e" completo. N es la longitud necesaria para que el carril exterior pierda su bombeo ose aplane.
Por comodidad, se recomienda que la longitud del tramo donde se realiza la transicin delperalte debe ser tal que la pendiente longitudinal de os bordes relativa a la pendiente del eje de
la va no debe ser mayor que un valor "m". En este sentido "M" se define como la mximadiferencia algebraica entre las pendientes longitudinales de los bordes y el eje de la misma.
En la figura 6 aparecen las mitades de las secciones transversales en bombeo y en peralte, lomismo que el perfil parcial de transicin.
http://1.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/Sgc6lD5HBQI/AAAAAAAAAH4/xmZzMyt2SOM/s1600-h/peralte6.JPGhttp://4.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/Sgc6XEy-gBI/AAAAAAAAAHw/vCaRHA5tMQY/s1600-h/peralte5.JPGhttp://1.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/Sgc6lD5HBQI/AAAAAAAAAH4/xmZzMyt2SOM/s1600-h/peralte6.JPGhttp://4.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/Sgc6XEy-gBI/AAAAAAAAAHw/vCaRHA5tMQY/s1600-h/peralte5.JPG -
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En el tringulo BEG : BG / EG = 1 / mPero, BG = Lty EG = Carril (e), entonces:Lt = carril (e) / m
En el tringulo A F B : N / A F = 1 / m
Pero A F = Carril (BOMBEO), entonces:N = carril (bombeo) / m
Conceptos
El diseo geomtrico en perfil, o alineamiento vertical, es la proyeccin del eje real de la vsobre una superficie vertical paralela al mismo. Dicha proyeccin mostrar la longitud real deleje de la va. A este eje tambin se le denomina rasante o sub-rasante
Elementos que integran el alineamiento vertical
Al igual que el diseo en planta, el eje del alineamiento vertical esta constituido por una seriede tramos rectos denominados tangentes, enlazados entre s por curvas.
TangentesLas tangentes se caracterizan por su longitud y pendiente y estn limitadas por dos curvassucesivas. La longitud "Tv" es la distancia medida horizontalmente entre el fin de la curvaanterior y l principio de la siguiente. La pendiente "m" de la tangente es la relacin entre eldesnivel y la distancia horizontal entre dos puntos de la misma.
En la expresin que se aprecia en la figura la pendiente "m" esta expresada en porcentaje.
Existen pendientes mximas y mnimas, la pendiente mxima es la mayor pendiente que sepermite en el proyecto, su valor queda determinado por el volumen de trnsito futuro y sucomposicin, por el tipo de terreno y por la velocidad de diseo; la pendiente mnima es lamenor pendiente que se permite en el proyecto, su valor se fija para facilitar el drenajesuperficial longitudinal, pudiendo variar segn se trate de un tramo en terrapln o en corte y deacuerdo al tipo de terreno.
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Curvas
Una curva vertical es aquel elemento del diseo en perfil que permite el enlace de dostangentes verticales consecutivas, tal que a lo largo de su longitud se efecta el cambio gradualde la pendiente de la tangente de entrada a la pendiente de la tangente de salida, de forma que
facilite una operacin vehicular segura y confortable, que sea de apariencia agradable y quepermita un drenaje adecuado. La curva que mejor se ajusta a estas condiciones es la parbolade eje vertical.
Elementos Geomtricos De Una Curva Vertical Parablica
Curvas Verticales Simtricas
La parbola utilizada para el enlace de dos tangentes verticales consecutivas debe seguir lssiguientes propiedades:
La razn de variacin de su pendiente a lo largo de su longitud es una constante.La proyeccin horizontal del punto de interseccin de las tangentes esta en la mitad de la lneaque une las proyecciones horizontales de los puntos de tangencia extremos, donde empieza ytermina la curva.Los elementos verticales de la curva (cotas) varan proporcionalmente con el cuadrado de loselementos horizontales (abscisas).La pendiente de una curva de la parbola es el promedio de las pendientes de las lneastangentes a ella en los externos de la cuerda.Los principales elementos que caracterizan una parbola son (figura 2):
A = PIV : Punto de interseccin vertical.B = PCV : Principio de la curva vertical.C = PTV : Principio de tangente vertical.BC = Lv : Longitud de la curva vertical, medida en proyeccin horizontal.CA = Ev : Externa vertical. Es la distancia vertical del PIV a la curva.CD = f : Flecha vertical.P (X1,Y1) : Punto sobre la curva de coordenadas (X1,Y1).Q (X1,Y2) : Punto sobre la tangente de coordenadas (x1,Y2), situado sobre la misma vertical de"P".QP = y : Correccin de pendiente. Desviacin vertical respecto a la tangente de un punto sobrela curva "P" a calcular.
BE = x : Distancia vertical entre el PCV y el punto "P" de la curva.a : Angulo de pendiente de la tangente de entrada.b : Angulo de pendiente de la tangente de salida.g : Angulo entre las dos tangentes. Angulo de deflexin vertical.m = tan a : Pendiente de la tangente de entrada.n = tan b : Pendiente de la tangente de salida.i = tan g : Diferencia algebraica entre las pendientes de la tangente de entrada y salida.
Se tiene entonces una parbola de eje vertical coincidiendo con el eje "Y" y el vertice "C" en el
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origen (0,0), segn el sitema de coordenadas "X vs Y". La ecuacin general de la parbola es:
Y = k X 2
Hay que tener presente que siempre la Externa va ser igual a la Flecha.
Segn la grfica y deduciendo formulas:
y = Ev ( 2x / Lv )^2
y = ( i / 2 Lv ) x^2
Ev = Lv i / 8
i = m - ( - n )
Intersecciones
Intersecciones sin canalizarSon las que presentan una superficie amplia, pavimentada y libre que permite los movimientos
vehiculares. Estas grandes superficies pavimentadas invitan a los vehculos y peatones amovimientos desordenados y peligrosos dando lugar a confusin, que aumenta los accidentesy disminuye la capacidad de la interseccin, as mismo presenta longitudes excesivas para elcruce de peatones y parte de sus reas pavimentadas no son utilizables.
Intersecciones canalizadasSon intersecciones a las que se les han adecuado zonas para el encauzamiento del trficodenominadas comnmente isletas o canales, con el propsito de mejorar su comportamiento,brindando mayor fluidez y seguridad. Los principales tipos de canalizacin son:
http://2.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/Sgc9kcU_fYI/AAAAAAAAAII/Uo0gJav7ORg/s1600-h/parabola.JPG -
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Interseccin tipo TEs una solucin muy simple para un empalme de una carretera secundaria, con una principal.Las trayectorias se cortan en ngulos prcticamente rectos, se mejoran las condiciones devisibilidad y facilita el paso de peatones. En general, las intersecciones tipo T siendo de tresramas, presentan entre stas, ngulos mayores de 60.
Interseccin tipo YEs aquella que siendo de tres ramales, presenta entre dos de ellos, un ngulo menor de 60.
Interseccin tipo CruzEs una interseccin de cuatro ramales, cuando el ngulo mnimo entre dos ramales es inferior a60.
Isletas y canales
Los conflictos que se producen en una interseccin, pueden reducirse en extensin eintensidad con el trazado de isletas.
Una isleta es una zona bien definida, situada entre carriles de circulacin y destinada a guiar elmovimiento de vehculos o a dar refugio a peatones, no es necesario que tengan presenciafsica como tales, pueden ser desde una zona delineada con bordillos elevados hasta un realimitada con marcas pintadas sobre el pavimento.
Las isletas se incluyen el trazado de intersecciones canalizadas por uno o ms de lossiguientes propsitos:
Separacin de conflictos.Control del ngulo de conflicto.
Regulacin del trfico e indicacin del uso adecuado de la interseccin.Reduccin de reas excesivamente pavimentadas.Trazado para favorecer los movimientos de giro principales.Proteccin de peatones.Proteccin y zona de espera de vehculos que giran o cruzan.Instalacin de seales de trnsito o de semforos.Necesidad de puntos de referencia.Prohibicin de determinados movimientos.Control de velocidad.
Las isletas son generalmente en forma alargada, lgrimas o triangulares y sus dimensiones
dependen del trazado particular en cada interseccin.
En forma general, las isletas se pueden agrupar en tres clases principales que son:
Isletas divisorias: Sirven para separar sentidos opuestos o iguales de circulacin.
Isletas de encauzamiento: trazadas para control y direccin de los movimientos de trnsito,generalmente giros.
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Isletas de seguridad: Sirven para proporcionar una zona de refugio a los peatones y paraproteger las vas de almacenamiento. Las dimensiones recomendadas para isletas deseguridad son:
Area : 6 a 9 mts2.Ancho (isleta alargada): 1 metro.Longitud: 3.5 a 6 metros.Lado mnimo (isleta triangular): 2.4 a 3 metros.
Glorietas
La glorieta es una interseccin que dispone de una isleta central, circular y que permite a losvehculos que penetran a la interseccin por cualquiera de los ramales, abandonar la mismapor el ramal elegido mediante un giro en el sentido antihorario alrededor de dicha isleta.La ms comn es la convencional, la cual es una glorieta que tiene una calzada de una va,
compuesta de secciones de entrecruzamientos, alrededor de una isla central circular,normalmente sin accesos ampliados; pueden ser de tres, cuatro o ms accesos. Para que unaglorieta sea convencional, el dimetro de la isla central debe ser igual o superior a 25 metros.Las glorietas poco se emplean en carreteras, a no ser en zonas suburbanas o en cercanas alos pueblos.
3. 3.-Clasificacin de la red vial segn su funcionalidad.
Autopistas
Es una va de calzadas separadas, cada una con dos o ms carriles, con control total de
acceso y salida. Se denomina con la sigla A.P.
La autopista ese tipo de va que proporciona un flujo completamente contino. No existen
interrupciones externas a la circulacin, tales como intersecciones semaforizadas o controladas
por seal de PARE. El acceso y salida desde la va se reduce nicamente en los ramales, que
estn proyectados para permitir las maniobras de confluencia y bifurcacin a altas velocidades
y por lo tanto, minimizando las alteraciones del trnsito de la va principal.
Carreteras Multicarriles
Son carreteras divididas, con dos o ms carriles por sentido, con control parcial o total de
acceso y salida. Se denominan con la sigla M.C.
Carreteras de dos carriles
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Constan de una calzada de dos carriles, uno por cada sentido de circulacin, con
intersecciones a nivel y accesos directos desde sus mrgenes. Se denominan con la sigla C.C.
SEGUN SU FUNCION
Principales o de primer orden
Son aquellas troncales, transversales y accesos a capitales de departamento que cumplen lafuncin bsica de integracin de las principales zonas de produccin y de consumo del pas y
de este con los dems pases.
Secundarias o de segundo orden
Aquellas vas que unen cabeceras municipales entre si y/o provienen de una cabecera
municipal y conectan con una principal.
Terciarias o de tercer orden
Aquellas de acceso que unen las cabeceras municipales con sus comunidades, o unen
comunidades entre s.
3. 4.-criterio y controles bsicos para el diseo.
Las auditoras en seguridad carretera exigen durante su desarrollo, revisar y analizar los
principios bsicos con que ha sido diseado y construido un camino. En el diseo de una
carretera, las limitaciones y caractersticas propias de cada uno de los usuarios deben
considerarse variables determinantes; en particular se deben analizar las condiciones de
circulacin de cada uno de los tipos de vehculos, principalmente pesados, as como tambin
bicicletas y motocicletas. En las zonas urbanas o semiurbanas, se deben tomar en cuenta las
condiciones de la circulacin de los peatones y las medidas para favorecer su seguridad; entre
ellas, pueden estar la disposicin de aceras y refugios, la construccin de pasos a distinto nivel
y las medidas de control de la velocidad.
El entorno de una carretera segura debe considerar los siguientes aspectos:
Informar al conductor de las condiciones que va a encontrar ms adelante. Prevenir al conductor de la existencia de caractersticas no habituales.
Guiar de forma segura al conductor en los tramos que presenten caractersticas distintas de
las habituales.
Proporcionar un margen de maniobra para los conductores que pierden el control o que
realizan maniobras indebidas.
En este captulo se incluyen algunas indicaciones sobre dichos principios bsicos del diseo y
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construccin de una carretera, relacionados con la seguridad vial de los usuarios, que deben
ser considerados y analizados durante el desarrollo de una auditora.
* Velocidad de Proyecto
La velocidad es el elemento clave en la definicin de las caractersticas geomtricas de un
camino, dada su importancia decisiva en la seguridad de la circulacin. Dentro de las variables
bsicas del proyecto geomtrico, el concepto de velocidad de proyecto es uno de los que ha
sido objeto de una mayor revisin en los ltimos aos. Este concepto nace en Estados Unidos
en los aos 30 como consecuencia de la necesidad de adoptar medidas ante el constante
aumento de los ndices de accidentalidad que se daba principalmente en tramos sinuosos; en
estos tramos, se concentraba una gran cantidad de accidentes, generalmente de
consecuencias fatales, dado que muchas de las curvas resultaban inseguras para la velocidad
a la que podan circular los vehculos en los tramos rectos que las precedan.
En consecuencia, se estableci el concepto de velocidad de proyecto, tomando en cuenta dos
principios bsicos:
Todas las curvas de un tramo deberan ser proyectadas para la misma velocidad.
La velocidad de proyecto deba ser un reflejo de la velocidad deseada por la mayora de los
conductores.
El concepto de velocidad de proyecto se cre, por tanto, con el objetivo de asegurar la
homogeneidad o consistencia de un camino. En principio, se pensaba que un trazo con
caractersticas homogneas permitira a los conductores circular a lo largo de l a la velocidad
que ellos desearan, de forma segura, y que, en cambio, un trazo con problemas de
consistencia obligaba a reducir la velocidad, para poder circular con seguridad en determinados
elementos del tramo. Este concepto se defini entonces como la mxima velocidad a la que se
poda circular con comodidad y seguridad a lo largo de un determinado tramo de carretera,
cuando las condiciones externas son tales, que la velocidad depende de las caractersticas del
trazo.
En gran medida, el problema de seguridad que se presenta hoy en da es similar al que se
planteaba en los aos 30. La velocidad de proyecto se fija en funcin de la categora funcional
de la carretera y de las caractersticas del terreno y del entorno, pero no toma en cuenta
expresamente las velocidades reales que los vehculos actuales pueden llegar a desarrollar. En
una gran cantidad de las carreteras antiguas que estn en servicio actualmente, el trazo
presenta curvas en las que las velocidad para la que fueron diseadas, resulta muy inferior a la
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velocidad deseada por la mayora de los conductores.
Como consecuencia de la inconsistencia entre la velocidad de proyecto con que son diseadas
algunas curvas y la velocidad que pueden llegar a desarrollar los conductores en las rectas
previas a ellas, los ndices de accidentes son entre 1,5 y 4 veces mayores en curvas que en
tramos rectos. La velocidad de proyecto slo garantiza seguridad a los conductores que
circulan a una velocidad inferior a la de proyecto; sin embargo, desgraciadamente los criterios
contemplados en la normativa para la seleccionarla, siguen siendo tales que generalmente
resulta inferior a la velocidad deseada por la mayora de los conductores
Para evitar problemas como los descritos anteriormente, Lamm propone los siguientes criterios,
los cuales permiten mejorar la consistencia en el trazo de un camino (Lamm, R. et al, 1988).
Evitar las diferencias superiores a 20 km/h entre las velocidades reales de circulacin
existente o estimada de dos elementos geomtricos del trazo contiguos. La limitacin de la
variacin a 10 km/h se considera ptima.
Armonizar la velocidad de proyecto y de circulacin real en cada tramo, considerando
inadecuado el trazo de un proyecto o de una carretera en servicio, si las velocidades reales de
circulacin superan en ms de 20 km/h la de proyecto del tramo.
Limitar la diferencia a 0.02 entre la aceleracin transversal generada a la velocidad real de
circulacin y la supuesta en el proyecto.
Las normas de proyecto geomtrico vigente en Estados Unidos y Canad se siguen basando
en el concepto tradicional de velocidad de proyecto (Krammes, R. et al, 1994); por el contrario,
algunos pases de la unin europea han modificado su definicin para incluir una consideracin
explcita del comportamiento real del conductor en trminos del percentil 85 de la distribucin
de velocidades reales. En Alemania, Suiza y Francia se incluyen tambin procedimientos para
estimar el perfil de las velocidades que se presentan a lo largo de todo un tramo y las normas
francesas contemplan adems, la aceleracin lateral (SETRA, 1992).
* Caractersticas Geomtricas
La velocidad de proyecto condiciona en gran medida las caractersticas del proyecto
geomtrico, al determinar los radios de curvatura mnimos, que son tambin funcin del peralte
mximo admitido y del valor mximo aceptable de la friccin lateral; por otra parte, la velocidad
de proyecto condiciona tambin las distancias de visibilidad requeridas en cada caso. El valor
mximo del peralte se establece en las normas, teniendo en cuenta el efecto en la circulacin a
velocidades reducidas, mientras que los valores del coeficiente friccin lateral se determinan
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empricamente a travs de mediciones y por consideraciones sobre la comodidad del
conductor.
A continuacin, se enumeran los conceptos relacionados con el proyecto geomtrico que
deben ser revisados en una auditora; las normas de proyecto geomtrico de carreteras
contienen los estndares de seguridad con los cuales deben ser comparados:
Valores admisibles de las longitudes mximas y mnimas de los tramos rectos.
Relacin entre los radios de curvas circulares contiguas.
Longitudes mnimas y mximas y el desarrollo mnimo de las curvas de transicin.
Angulos mnimos de giro y la velocidad de variacin de la aceleracin centrfuga no
compensada por el peralte.
La pendiente de la rasante afecta de forma especial a la velocidad de los vehculos pesados.
Los estudios sobre accidentes muestran que los ndices de accidentalidad aumentan
gradualmente en tramos con pendientes hasta del 6 7%, y se disparan en tramos con valores
superiores. Los tramos con una inclinacin superior al 4% pueden crear problemas de frenado,particularmente en los vehculos pesados que descienden; por otra parte, las pendientes de
gran longitud generan una prdida de velocidad en el ascenso, que afecta tambin a la fluidez
de la circulacin y al nivel de servicio.
En consecuencia, la normativa introduce limitaciones a la inclinacin mxima de la rasante y a
la longitud de las pendientes. Los valores admitidos dependen del tipo de carretera, de la
velocidad de proyecto y del tipo de terreno. Por otra parte, se prev tambin la disposicin de
carriles adicionales (tercer carril de ascenso) en los tramos que el nivel de servicio descienda
por debajo de un determinado nivel, por efectos de la disminucin de velocidad inducida en los
vehculos pesados.
La inclinacin mnima de la rasante se establece para asegurar un drenaje superficial efectivo
en todos los puntos y evitar el acuaplaneo. Normalmente el bombeo o el peralte transversal
permite que el agua escurra hacia los hombros del camino, independientemente de la
pendiente longitudinal. Sin embargo, es necesario establecer valores mnimos, del orden del
0,5%, para resolver puntos crticos, tales como las proximidades de las tangentes de entrada y
salida de una curva en las que se inicia la transicin del peralte y las secciones en corte.Las caractersticas de la seccin transversal tienen tambin una influencia importante en la
seguridad. Los aspectos ms importantes son el ancho de carril, el ancho del acotamiento, el
acondicionamiento del acotamiento y en carreteras divididas, el ancho y el tratamiento de la
franja separadora central. En todos los casos, estos parmetros deben establecerse en funcin
de las caractersticas de la carretera y la intensidad del trnsito y los cambios en cualquiera de
las caractersticas de la seccin transversal deben ser graduales y estar bien sealizados.
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* Expectativas del Conductor
Las investigaciones realizadas en distintos pases sobre el efecto del trazo en la seguridad de
la circulacin, coinciden en sealar la importancia de respetar las expectativas del conductor a
travs de la consistencia del camino. Un conductor que circula por una carretera adapta su
estilo de manejo a las caractersticas de la misma; en la percepcin que tiene de las
caractersticas de la carretera influye, por una parte, la experiencia inmediata de lo que ha
encontrado en los tramos que acaba de recorrer y, por otra, la experiencia acumulada en viajes
anteriores, respecto a lo que es habitual encontrar en itinerarios de caractersticas parecidas a
aquel por el que circula. Esto crea unas expectativas del conductor respecto a lo que va a
encontrar; cuando se encuentra con una situacin inesperada, debe formular un juicio, tomar
una decisin y actuar con rapidez, con lo que aumenta el riesgo de tomar una decisin
equivocada o una reaccin tarda. En determinados casos estos errores provocan la prdida
del control del vehculo y, en consecuencia, un accidente. Por tanto, el proyecto debe tener
como objetivo genrico el respetar las expectativas del conductor.
* Distancias de Visibilidad
La distancia de visibilidad es la longitud de la carretera que puede ver el conductor, la cual se
puede distinguir entre visibilidad requerida para realizar con seguridad determinadas maniobras
y visibilidad disponible. La visibilidad necesaria para cada tipo de maniobra es un valor ms o
menos fijo, determinado por los valores de los parmetros bsicos: velocidades de circulacin,
tiempo de reaccin, aceleracin y deceleracin del vehculo, condiciones del pavimento, etc. En
cambio, la visibilidad disponible vara continuamente a lo largo de la carretera en funcin de la
combinacin del alineamiento horizontal y vertical, de la seccin transversal y de las
restricciones al campo de visin del conductor impuestas por la configuracin del entorno de la
carretera.
Se pueden distinguir tres distancias de visibilidad necesarias en funcin de la situacin de cada
tramo concreto dentro de la carretera:
Distancia de visibilidad de parada. Es la distancia recorrida por el vehculo en condiciones
seguras antes de detenerse, desde el momento en que el conductor percibe que existe un
motivo para ello; la distancia de visibilidad de parada tiene dos componentes, la distancia
recorrida durante el tiempo de reaccin y la distancia de frenado. Distancia de visibilidad de aproximacin. Es la distancia necesaria para que dos vehculos
que circulan en sentidos contrarios, aproximndose el uno al otro, puedan llegar a detenerse en
condiciones de seguridad.
Distancia de visibilidad de rebase. Es la distancia, medida en el sentido de circulacin, que
debe ver el conductor de un vehculo que est realizando una maniobra de rebase para poder
completar su maniobra de forma segura cuando un vehculo que se aproxima en sentido
contrario es visto despus de haber comenzado el rebase. Se puede considerar que tiene tres
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componentes: la distancia de adelantamiento, recorrida por el vehculo que adelanta desde que
inicia la maniobra, la distancia recorrida por el vehculo que se aproxima en sentido contrario
desde el momento en que es visible, y el margen de seguridad.
La combinacin del alineamiento horizontal y vertical debe permitir la circulacin a la velocidad
de proyecto de un vehculo aislado en condiciones de seguridad y comodidad. Esto implica que
el conductor de un vehculo disponga en todo momento de la distancia necesaria para parar de
emergencia si es necesario. Adems, el trazo del camino debe asegurar que la aceleracin
transversal que se produzca, as como su tasa de variacin, no excedan los mximos
admisibles desde el punto de vista de la comodidad. Por otra parte, para asegurar un alto nivel
de seguridad, el trazo del camino debe ser tal que permita oportunidades suficientes para
realizar las maniobras de rebase.
Es altamente recomendado evitar radios de curvatura comprendidos entre la distancia de
visibilidad de parada y la distancia de visibilidad de rebase, dado que estos radios proporcionanuna distancia de visibilidad que provoca situaciones de indecisin, lo cual aumenta el riesgo de
sufrir un accidente.
En intersecciones se debe tener en cuenta la distancia de visibilidad de cruce, esta distancia se
mide sobre la carretera principal y es aquella que debe ver un conductor antes cruzar o girar
hacia la carretera principal en condiciones de seguridad. La determinacin de esta distancia se
basa en el tiempo de reaccin, la capacidad de aceleracin del vehculo y las velocidades de
circulacin de los vehculos que transitan sobre la carretera principal.
* Sealamiento
El sealamiento es esencial para la seguridad y comodidad de los usuarios de la carretera, si
se utiliza adecuadamente, de acuerdo con los principios tcnicos establecidos como
consecuencia de estudios sobre vehculos, accidentes, velocidades, demoras y, principalmente,
sobre las reacciones de los conductores. Los principios fundamentales de una buena
sealizacin son:
Claridad Sencillez
Uniformidad
La claridad exige que se evite recargar la atencin del conductor reiterando mensajes
evidentes, y que, en todo caso, se impongan las menores restricciones posibles a su
circulacin. La sencillez exige que se emplee el mnimo nmero de elementos que permita a un
conductor atento, pero no familiarizado con la carretera, tomar con comodidad las medidas o
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efectuar las maniobras necesarias. La uniformidad se refiere no slo a los elementos en s, sino
tambin a su implantacin y a los criterios que la guan.
Adems de estar adecuadamente concebidas y dispuestas, las seales se deben detectar y
deben ser legibles desde una distancia suficiente tanto de da como de noche. En la fabricacin
de las seales verticales y en la colocacin de las marcas en el pavimento, actualmente se
emplean materiales retrorreflectivos; esta propiedad, hace que las seales resulten brillantes
cuando son iluminadas y se perciban con mayor facilidad. La retrorreflectividad resulta
fundamental para la comodidad y seguridad de la circulacin nocturna. La principal propiedad
que diferencia los distintos tipos de materiales retrorreflectantes es el coeficiente de
retrorreflexin (RA), que puede definirse como la cantidad de luz por unidad de superficie que
devuelve el material; las unidades en que se expresa son candelas por lux por metro cuadrado
(cd/ lx/ m2) y generalmente est debidamente normado.
Marcas en el PavimentoLas marcas en el pavimento, llamado tambin sealamiento horizontal, ayudan de manera
significativa a reducir la frecuencia y severidad de los accidentes generalmente a bajo costo. Se
considera que las marcas en el pavimento tienen las siguientes 4 funciones.
Indicar prioridades, prohibiciones o maniobras con preferencia.
Canalizar los vehculos dentro del carril de circulacin.
Proporcionar al conductor de una gua lateral.
Influenciar en la velocidad del flujo.
Seguridad en las Mrgenes
La seguridad en las mrgenes de un camino, como parte determinante dentro del proceso del
proyecto de una carretera, es un concepto relativamente reciente. La seguridad en las
mrgenes empez a tomar importancia hasta finales de los 60s y slo a partir de los 70s se
incorpora con regularidad a los proyectos. La preocupacin por la frecuencia y principalmente
la gravedad de los accidentes, como consecuencia de un segundo impacto contra un objeto fijo
colocado a los lados del camino o simplemente por las condiciones del talud, hacen que se
desarrollen diversos sistemas de contencin tales como la barrera rgida tipo New Jersey ydiversos sistemas de amortiguacin de impactos. Durante la dcada de los 60 se publican en
Estados Unidos normas para el ensayo de las barreras de seguridad (Highway Research
Board, 1962) y para su instalacin (Highway Research Board, 1964 y Highway Research
Board, 1968).
En esta poca, aparece tambin la primera edicin de las recomendaciones de diseo relativas
a la seguridad vial (Highway Design and Operational Practices Related to Highway Safety)
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publicadas por la AASHTO en 1966, y en las que se establecen recomendaciones relativas a
las caractersticas de la carretera y de las mrgenes que afectan a la seguridad vial; en este
manual se define por primera vez el concepto zona lateral libre de obstculos y en la edicin
de 1977 de la Guide for Selecting, Locating and Designing Traffic Barriers, se modifica este
concepto, cuya anchura deja de ser fija y pasa a depender de una serie de variables
dependientes de las caractersticas de la carretera y del trfico.
Zona Lateral Libre de Obstculos
Existen muchas circunstancias por las cuales un vehculo puede salir del camino sin control;
ante esta situacin, siempre que sea posible, el camino debe proporcionar las condiciones
necesarias para que el conductor pueda recuperar el control del vehculo. Dentro de estas
condiciones se encuentra una zona lateral al borde del camino libre de obstculos, llamada
zona de recuperacin; dicha zona se define por la distancia que el vehculo recorre
longitudinalmente por fuera de la carpeta asfltica y por la distancia que penetra
perpendicularmente al borde del camino, ambas dependientes de la velocidad a la que viaja elvehculo y del ngulo con el cual abandona la cinta asfltica. El ancho deseable se determina
de acuerdo con las velocidades de operacin (percentil 85), volmenes de trnsito y geometra
del camino; y debe tambin ser un compromiso entre seguridad y economa.
Proporcionar y mantener una zona libre de obstculos a los lados del camino o zona de
recuperacin, proporciona beneficios definitivos en la prevencin de accidentes; an en
caminos rurales con bajos volmenes vehiculares; en curvas con radio menor a 600 metros, se
recomienda que el ancho de la zona de recuperacin en la parte exterior de la curva, sea el
doble, segn sea el caso.
Seccin Transversal
En relacin con la seccin transversal de un camino, es importante tener en cuenta que los
taludes suaves proporcionan tambin grandes beneficios en la prevencin de accidentes; los
tramos en donde el talud de la seccin transversal presenta una pendiente entre 4 a 1 y 7 a 1
tienen ndices de accidentes considerablemente bajos. Un talud con pendiente 5 a 1 es
altamente recomendable. Es importante destacar que la pendiente del talud y la zona de
recuperacin, estn fuertemente relacionadas; por definicin, una zona de recuperacin debe
incluir una pendiente del talud mayor a 4 a 1. Taludes con pendiente menor de 4 a 1 sondemasiado fuertes para permitir la recuperacin del control del vehculo y generalmente
ocasionan su volcadura.
Las relaciones deseadas en la pendiente del talud, generalmente se verifican durante una
auditora en las etapas de anteproyecto y proyecto definitivo. Sin embargo, en muchas
ocasiones pueden hacerse observaciones al respecto para un camino en servicio,
especialmente cuando se trate de curvas horizontales y sitios del camino considerados de alto
riesgo, si las condiciones topogrficas lo permiten.
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Superficie de Rodamiento
Las caractersticas de la superficie de rodamiento tienen un efecto particular en la seguridad del
camino. Los accidentes potenciales se pueden reducir considerablemente por el uso de
superficies con suficiente resistencia al derrapamiento, principalmente en pavimentos mojados;
en pavimentos bajo estas condiciones tambin se puede mejorar la visibilidad y reducir el
deslumbramiento por el reflejo de la luz en el pavimento, proporcionado una adecuada textura a
la superficie.
Objetos Fijos
Postes
Los postes llegan a representar un riesgo para la seguridad, especialmente en sitios donde
suelen ocurrir salidas del camino; tales como, curvas horizontales, tramos sinuosos, pendientes
prolongadas, incorporaciones laterales, intersecciones, sitios con insuficiente resistencia al
derrapamiento, entre otros. En general, el riesgo se incrementa en caminos muy transitados, enzonas que presentan una alta densidad de postes por longitud de camino, cuando estn
colocados a una distancia muy corta de la orilla del camino y mayoritariamente cuando estn
en la parte exterior de una curva horizontal o en sitios donde la friccin del pavimento es
reducida.
Dentro de una auditora, se deben revisar los siguientes aspectos:
La distancia que existe entre ellos y la orilla del camino.
Ver la posibilidad de eliminar algunos para incrementar el espacio entre ellos utilizndolos
para varios fines (electricidad, telfono, alumbrado) o proponer instalaciones subterrneas.
Verla posibilidad de protegerlos con barreras laterales o atenuadores de impacto cuando no
sea posible eliminarlos o reubicarlos.
En reas donde exista una alta actividad peatonal o cuando se encuentran cercanos a la orilla
del camino, analizar los riesgos secundarios que se pudieran generar debido a que un vehculo
fuera de control pudiera llegar a romper alguno y ver la posibilidad de utilizar postes de un
material que pueda absorber el impacto; estos materiales permiten que el poste se deforme
progresivamente y atrapan al vehculo.Los postes de materiales fcilmente deformables, son usados mayoritariamente en calles y
avenidas urbanas; sin embargo, se pueden utilizar al paso de una carretera por zonas rurales o
en las entradas a los centros urbanos.
Arboles
Los rboles y arbustos a lo largo de un camino, pueden dar un aspecto esttico, ayudar a
proteger a los conductores del deslumbramiento de los vehculos que circulan en sentido
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contrario y proporcionar un panorama visual agradable del entorno; sin embargo cuando se
encuentran demasiado cerca de la orilla del camino, constituyen un riesgo como cualquier otro
objeto fijo que se encuentre en la zona de recuperacin de los vehculos.
En general, se sugiere que los rboles sean eliminados en una rea que va 1 metro ms all
del ancho deseable de la zona de recuperacin, segn sea el caso.
Elementos de Soporte del Sealamiento
Exceptuando el sealamiento que est protegido por barreras laterales, se recomienda que
todo el sealamiento menor tenga soportes frgiles, para que al momento del impacto se
rompan o se desprendan de su base. En el caso de que sean rompibles, debern hacerlo a una
altura determinada de la base, de tal manera que los escombros que se acumulen en ellos no
impidan que se rompa y que adems, al romperse permitan que el vehculo pase libremente
por arriba del trozo que queda; para los soportes que se desprenden de su base, se deberecalcar que en ambientes de bajas velocidades son innecesarios, debido a que se requiere
una velocidad mayor a 35 km/h para que lo hagan. En estos casos, y en sitios donde el hecho
de que salgan volando represente un riesgo adicional, se recomienda utilizar materiales ligeros
deformables.
Puentes
Los riesgos asociados con los puentes pueden ser significantes. En puentes angostos se
incrementa la posibilidad de que un vehculo choque contra el puente; por otro lado, algunas
veces suelen estar colocados inmediatamente despus de una curva vertical en cresta o de
una curva horizontal, lo cual aumenta considerablemente la posibilidad de que un vehculo
pueda chocar contra la entrada del puente, accidente generalmente de consecuencias fatales.
En estos casos, una auditora debe verificar los siguientes aspectos:
Asegurar que el pavimento en un puente cuente con las guas (lneas y vialetas) necesarias
para una comprensin adecuada del trazo del puente.
Revisar que el puente contemple marcas retroreflectivas, colocadas en ambos lados de las
entradas del puente, para indicar su ancho.
Recomendar la instalacin de una lnea de vialetas a lo largo de las barandas del puente,
para que junto con las marcas en el pavimento proporcionen una mayor comprensin del trazo
del puente.
Asegurar que el puente cuente con barreras laterales en las entradas, de tal manera que un
vehculo fuera de control pueda ser encauzado para evitar el choque de frente contra el inicio
de la baranda del puente.
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Cunetas
Las cunetas tambin representan un problema para la seguridad vial; por lo general, se
localizan demasiada cerca de los carriles de circulacin, generando graves problemas cuando
un vehculo pierde el control y entra en ella, ya que adems del impacto contra el talud, existen
grandes posibilidades de que el vehculo vuelque. Un diseo adecuado, con la seguridad vial
en mente, consistira en proyectar una cuneta en relacin con el acotamiento con que se
cuenta; es decir, utilizando todo el acotamiento para suavizar la pendiente, colocarla totalmente
pegada al talud y, en muchos casos, considerar cubrirla con una estructura metlica.
Intersecciones y Enlaces
Los nudos son puntos crticos en cuanto a capacidad y seguridad. Para su proyecto es
necesario tener en cuenta una serie de factores que condicionan el funcionamiento y el costo
de la solucin. Los factores principales son los siguientes:
Clasificacin funcional y tipologa de las vas que se unen.
Demanda de trfico de cada movimiento permitido en el nudo. Caractersticas de los vehculos.
Movimientos de los peatones y ciclistas.
Topografa del emplazamiento del nudo.
Registro de accidentes, en el caso de proyectos de modificacin de nudos existentes.
En las intersecciones a nivel, los movimientos de paso se resuelven mediante el
establecimiento de prioridades fijas de paso o con la regulacin de los movimientos a travs de
semforos. Excepto en el caso de glorietas, los tramos deben conservar o incluso mejorar sus
caractersticas de capacidad para mantener en la medida de lo posible el nivel de servicio, a
pesar de la perturbacin introducida por el nudo.
Desde el punto de vista de la seguridad, los principios bsicos del proyecto de una interseccin
son (Jansen, T. et al, 1998):
Ser claramente perceptible desde todos los accesos para permitir una segura adaptacin de
la velocidad y la seleccin del carril necesario.
Disponer de una visibilidad de cruce adecuada. Ser simple y claramente comprensible.
Ser accesible.
Favorecer en la medida de lo posible la reduccin de las velocidades y evitar los ngulos
conflictivos entre las trayectorias de los vehculos.
Permitir la coordinacin de los movimientos de los conductores, los peatones y los ciclistas.
Generalmente, las normas establecen cuando las intersecciones deben ser canalizadas y
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especifican tambin las condiciones para las que es obligatorio disponer carriles directos de
giro a la derecha y carriles de cambio de velocidad, as como el modelo para el clculo de las
longitudes de stos. As mismo existen limitaciones en cuanto a las distancias a las que se
puede situar una entrada y una salida sucesivas.
Los enlaces a distinto nivel se utilizan siempre cuando una de las carreteras que se cruzan es
una autopista. Pueden resultar adecuados tambin en los siguientes casos:
Intersecciones de dos vas rpidas, o cuando una va rpida se cruza otra de menor nivel.
Intersecciones en zona urbana reguladas por semforos, con nivel de servicio F, siempre y
cuando no exista otra alternativa viable para aumentar la capacidad.
Intersecciones con un historial de accidentes que indique que se puede conseguir una
reduccin sustancial mediante un enlace a desnivel.
Accesos a centros importantes de actividad en los que la instalacin de un semforo
perjudicara la progresin del flujo circulatorio, y no existe otra alternativa viable.
Accesos a centros de actividad importantes localizados sobre la carretera de tal manera que
los accesos directos o vueltas izquierdas representen un alto riesgo.
3. 4. 1.-radios mnimos en cada tramo.
Las caractersticas de los vehculos de diseo condicionan los distintos aspectos del
dimensionamiento geomtrico y estructural de una carretera. As, por ejemplo:
- El ancho del vehculo adoptado incide en el ancho del carril de las bermas y de losramales.
- La distancia entre los ejes influyen en el ancho y los radios mnimos internos y externos delos carriles en los ramales.
- La relacin de peso bruto total/potencia guarda relacin con el valor de pendienteadmisible e incide en la determinacin de la necesidad de una va adicional para subida y,para los efectos de la capacidad, en la equivalencia en vehculos ligeros.
DIMENSIONES VEHCULOS LIGEROS
La longitud y el ancho de los vehculos ligeros no controlan el diseo, salvo que se trate de una
va en que no circulan camiones, situacin poco probable en el diseo de carreteras rurales. Amodo de referencia se citan las dimensiones representativas de vehculos de origen
norteamericano, en general mayores que las del resto de los fabricantes de automviles:
Ancho: 2,10 m.
Largo: 5,80 m.
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Para el clculo de distancias de visibilidad de parada y de adelantamiento, se requiere definir
diversas alturas, asociadas a los vehculos ligeros, que cubran las situaciones ms favorables
en cuanto a visibilidad.
h : Altura faros delanteros: 0,60 m.
h1 : Altura ojos del conductor: 1,07 m.
h2 : Altura obstculo fijo en la carretera: 0,15 m.
h3 : Corresponde a altura de ojos de un conductor de camin o bus, necesariapara verificacin de visibilidad en curvas verticales cncavas bajoestructuras (2,50 m).
h4 : Altura luces traseras de un automvil o menor altura perceptible decarrocera: 0,45 m.
h5 : Altura del techo de un automvil : 1,30 m.
DIMENSIONES VEHCULOS PESADOS
Las dimensiones Mximas de los Vehculos a emplear en el diseo geomtrico sern las
establecidas en el Reglamento de Pesos y Dimensin vehicular para la circulacin en la Red
Vial Nacional, aprobada mediante Decreto Supremo N 013-98-MTC y Resolucin Ministerial
N 375-98-MTC/15.02
En la Tabla 202.01 se resumen los datos bsicos de los vehculos de diseo.
TABLA 202.01
DATOS BSICOS DE LOS VEHCULOS DE DISEO
(medidas en metros)
TIPO DEVEHCULO
NOMENCLA-TURA
ALT
OTOT
AL
ANC
HO
TOT
AL
LAR
GOTOT
AL
LONGIT
UDENTREEJES
RADIOMNIMO
RUEDAEXTERNADELANTERA
RADIOMNIMO
RUEDAINTERNATRASERA
VEHCULOLIGERO
VL 1,30 2,10 5,80 3,40 7,30 4,20
http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#TABLA202.01http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#TABLA202.01 -
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OMNIBUSDE
DOS EJES
B2 4,10 2,60 9,10 6,10 12,80 8,50
OMNIBUSDE TRESEJES
B3 4,10 2,60
12,1
0 7,60 12,80 7,40
CAMIONSIMPLE 2EJES
C2 4,10 2,60 9,10 6,10 12,80 8,50
CAMIONSIMPLE 3EJES O MAS
C3 / C4 4,10 2,6012,20
7.6 12,80 7,40
COMBINACION DECAMIONES
SEMIREMOLQUETANDEM
T2S1/ 2 /3
4,10*
2,6015,20
4,00 /7,00
12,20 5,80
SEMIREMOLQUE
TANDEM
T3S1 / 2 /3
4,10 2,6016,70
4,90 /7,90
13,70 5,90
REMOLQUE2 EJES + 1DOBLE(TANDEM)
C2 - R2 /3
4,10 2,6019,90
3,80 /6,10 /6,40
13,70 6,80
REMOLQUE3 EJES + 1DOBLE(TANDEM)
C3 - R2 /3 / 4
4,10 2,6019,90
3,80 /6,10/6,40
13,70 6,80
GIRO MNIMO VEHCULOS TIPO
El espacio mnimo absoluto para ejecutar un giro de 180 en el sentido del movimiento de las
agujas del reloj, queda definido por la trayectoria que sigue la rueda delantera izquierda del
vehculo (trayectoria exterior) y por la rueda trasera derecha (trayectoria interior). Adems de la
trayectoria exterior, debe considerarse el espacio libre requerido por la seccin en volado que
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existe entre el primer eje y el parachoques, o elemento ms sobresaliente.
La trayectoria exterior queda determinada por el radio de giro mnimo propio del vehculo y es
una caracterstica de fabricacin.
La trayectoria interior depende de la trayectoria exterior, del ancho del vehculo, de la distancia
entre el primer y ltimo eje y de la circunstancia que estos ejes pertenecen a un camin del tipo
unidad rgida o semirremolque articulado.
En las Figuras 202.01, 202.02, 202.03, 202.04, 202.05 y 202.06 se ilustran las trayectorias
mnimas obtenidas para los vehculos de diseo con las dimensiones mximas establecidas en
el Reglamento de Peso y Dimensin Vehicular.
Figura 202.01
Figura202.02
http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#figura202.01#figura202.01http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#figura202.02#figura202.02http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#figura202.03#figura202.03http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#figura202.04#figura202.04http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#figura202.05#figura202.05http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#figura202.06#figura202.06http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/GRAFICOS/fig202.01.jpghttp://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#figura202.06#figura202.06http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#figura202.05#figura202.05http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#figura202.04#figura202.04http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#figura202.03#figura202.03http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#figura202.02#figura202.02http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/volumen1/cap2/seccion202.htm#figura202.01#figura202.01 -
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Figura202.03
Figura202.04
http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/GRAFICOS/202-03.jpghttp://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/GRAFICOS/fig202.02.jpghttp://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/GRAFICOS/202-03.jpghttp://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/GRAFICOS/fig202.02.jpg -
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Figura 202.05
Figura 202.06
http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/GRAFICOS/202-05.jpghttp://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/GRAFICOS/202-04.jpghttp://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/GRAFICOS/202-05.jpghttp://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/GRAFICOS/202-04.jpg -
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3. 4. 2.-rangos de los parmetros de las curvas verticales.
CONSIDERACIONES DE DISEO
Una rasante en que se alternan pendientes de diverso sentido y/o magnitud en cortas
longitudes genera numerosos quiebres, tipificando la situacin opuesta a la descrita como
deseable.
Puntos bajos sin visibilidad, seguidos por tramos que son visibles, crean desconcierto en el
usuario y son causa de aumento de los accidentes asociados a maniobras de adelantamiento.
En pendientes de bajada, largas y pronunciadas, es conveniente disponer, cuando sea
posible, carriles de emergencia que permitan maniobras de frenado en caso de falla de
frenos.
No se debe colocar la parte inferior de una curva vertical cncava en un tramo en corte,
debido a las dificultades de drenaje. Asimismo, se deber evitar colocar una curva vertical
convexa entre dos tangentes planas en una zona en corte, ya que el drenaje ser muy pobre.
En reas sujetas a inundaciones, se colocar la rasante por lo menos 500 mm por encima del
nivel ordinario de aguas altas, protegiendo convenientemente los taludes.
http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001%20corregido-ok/GRAFICOS/202-06.jpg -
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CURVAS VERTICALES
Necesidad de Curvas Verticales
La funcin de las curvas verticales consiste en reconciliar las tangentes verticales de las
gradientes. Las curvas parablicas se usan casi exclusivamente para conectar tangentes
verticales por la forma conveniente en que pueden calcularse las ordenadas verticales.
Esas parbolas, de 2 grado, son definidas por su parmetro de curvatura K, que equivale a la
longitud de la curva en el plano horizontal, en metros, para cada 1% de variacin en la
pendiente, as:
K = L/A
Donde,
L = Longitud de la curva vertical
A = Valor Absoluto de la diferencia algebraica de las pendientes
Adems podran emplearse curvas circulares de radio grande, segn la relacin R=100 K
Proyecto de las Curvas Verticales
Las curvas verticales se proyectan, para que en su longitud se efecte el paso gradual de la
pendiente de la tangente de entrada a la de la tangente de salida. Deben dar por resultado
una va de operacin segura y confortable, apariencia agradable y con caractersticas de
drenaje adecuadas.
Para una operacin segura de los vehculos al circular sobre curvas verticales, especialmente
si son convexas, deben obtenerse distancias de visibilidad adecuadas, como mnimo iguales
a la de parada.
Debido a los efectos dinmicos, para que exista comodidad es necesario que la variacin dependiente sea gradual, situacin que resulta ms crtica en las curvas cncavas, por actuar
las fuerzas de gravedad y centrfuga en la misma direccin.
Generalmente se proyectan curvas verticales simtricas, es decir, aquellas en las que las
tangentes son de igual longitud. Las tangentes desiguales o las curvas verticales no
simtricas son curvas parablicas compuestas. Por lo general, su uso se garantiza slo donde
no puede introducirse una curva simtrica por las condiciones impuestas del alineamiento.
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El proyecto de curvas verticales, puede resumirse en cuatro criterios para determinar la
longitud de las curvas:
Criterios de Comodidad. Se aplica al diseo de curvas verticales cncavas en donde la fuerza
centrfuga que aparece en el vehculo al cambiar de direccin se suma al peso propio del
vehculo. Generalmente queda englobado siempre por el criterio de seguridad.
Criterios de Operacin. Se aplica al diseo de curvas verticales con visibilidad completa, para
evitar al usuario la impresin de un cambio sbito de pendiente.
Criterios de Drenaje. Se aplica al diseo de curvas verticales convexas cncavas cuando
estn alojadas en corte. Para advertir al diseador la necesidad de modificar las pendientes
longitudinales de las cunetas.
Criterios de Seguridad. Se aplica a curvas cncavas 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 disear curvas verticales con ladistancia de visibilidad de paso.
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)
Cuando Dp < L;
Cuando Dp >= L;
Donde, para todos lo casos.
L: Longitud de la curva vertical (m)
Dp: Distancia de visibilidad de parada (m)
http://3.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfxTsh6TI/AAAAAAAAAhc/xuls9V8zsIU/s1600-h/form_32.jpghttp://3.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/Sspfxn6MJGI/AAAAAAAAAhk/sSevc8kVbHo/s1600-h/form_31.jpghttp://3.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfxTsh6TI/AAAAAAAAAhc/xuls9V8zsIU/s1600-h/form_32.jpghttp://3.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/Sspfxn6MJGI/AAAAAAAAAhk/sSevc8kVbHo/s1600-h/form_31.jpg -
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A: Diferencia algebraica de pendientes (%)
h1: Altura del ojo sobre la rasante (m)
h2: Altura del objeto sobre la rasante (m)
(b) Para contar con la visibilidad de Paso (Da).
Se utilizarn las mismas formulas que en (a); utilizndose como h2 = 1.30 m, considerando h1
= 1.07 m
Tenemos.
S:
Da < L
Da >= L
Da: Distancia de visibilidad de Paso (m)
L y A: Idem (a)
403.03.04 Longitud de las Curvas Cncavas.
La longitud de las Curvas verticales cncavas, viene dada por la siguiente expresin
D < L
D >= L
D: Distancia entre el vehculo y el punto donde con un ngulo de 1, los rayos de luz de los
faros, interseca a la rasante.
http://4.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfimdpGuI/AAAAAAAAAg8/npPQNVezVjQ/s1600-h/form_36.jpghttp://3.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfiwnXZPI/AAAAAAAAAhE/KjFs1pladSo/s1600-h/form_35.jpghttp://2.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfjKIdAAI/AAAAAAAAAhM/g-4qIO3rXyg/s1600-h/form_34.jpghttp://3.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/Sspfjnlcl1I/AAAAAAAAAhU/iwhUt-UHe4M/s1600-h/form_33.jpghttp://4.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfimdpGuI/AAAAAAAAAg8/npPQNVezVjQ/s1600-h/form_36.jpghttp://3.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfiwnXZPI/AAAAAAAAAhE/KjFs1pladSo/s1600-h/form_35.jpghttp://2.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfjKIdAAI/AAAAAAAAAhM/g-4qIO3rXyg/s1600-h/form_34.jpghttp://3.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/Sspfjnlcl1I/AAAAAAAAAhU/iwhUt-UHe4M/s1600-h/form_33.jpghttp://4.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfimdpGuI/AAAAAAAAAg8/npPQNVezVjQ/s1600-h/form_36.jpghttp://3.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfiwnXZPI/AAAAAAAAAhE/KjFs1pladSo/s1600-h/form_35.jpghttp://2.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfjKIdAAI/AAAAAAAAAhM/g-4qIO3rXyg/s1600-h/form_34.jpghttp://3.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/Sspfjnlcl1I/AAAAAAAAAhU/iwhUt-UHe4M/s1600-h/form_33.jpghttp://4.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfimdpGuI/AAAAAAAAAg8/npPQNVezVjQ/s1600-h/form_36.jpghttp://3.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfiwnXZPI/AAAAAAAAAhE/KjFs1pladSo/s1600-h/form_35.jpghttp://2.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfjKIdAAI/AAAAAAAAAhM/g-4qIO3rXyg/s1600-h/form_34.jpghttp://3.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/Sspfjnlcl1I/AAAAAAAAAhU/iwhUt-UHe4M/s1600-h/form_33.jpg -
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Del lado de la seguridad se toma D = Dp
Adicionalmente, considerando que los efectos gravitacionales y de fuerzas centrfugas afectan
en mayor proporcin a las curvas cncavas, a fin de considerar este criterio, se tiene que:
V: Velocidad Directriz (Kph)
L y A: Idem 403.03.03 (a)
403.03.05 Consideraciones Estticas
La condicin de la curva vertical mostrada en la norma, tiene en cuenta el aspecto esttico,
puesto que las curvas demasiado cortas puedan llegar a dar la sensacin de quiebre
repentino, hecho que produce incomodidad.
Igualmente las gradientes excesivamente pronunciadas, asociadas generalmente con un
trazado sensiblemente recto, no son deseables por motivos estticos y por proporcionar
situaciones de peligro en terrenos ligeramente ondulados: una sucesin de pequeas lomas y
depresiones oculta a los vehculos en los puntos bajos dando una falsa impresin de
oportunidad para adelantar.
PENDIENTE
Pendientes Mnimas
Los valores mnimos para pendiente longitudinal, estn determinados por las condiciones de
drenaje. En las secciones de terraplen o relleno, pueden haber pendientes a nivel cuando el
bombeo y las cunetas, con suficiente pendiente, son los encargados del drenaje de la
superficie del pavimento. No obstante, bajo las mejores condiciones es preferible tener una
pendiente mnima de cuando menos 0.3% con objeto de asegurar un drenaje adecuado.
Pendientes Mximas
El empleo de las pendientes para los diferentes tramos de un trazado debe ser objeto de
atento estudio por parte del proyectista, que proceder a las comparaciones necesarias y
explicar la eleccin efectuada.
http://1.bp.blogspot.com/__qYR6f-Ig10/SspfiVgj_1I/AAAAAAAAAg0/LI-qmoZSYSw/s1600-h/form_37.jpg -
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Por lo tanto, incumbe el proyectista la obligacin de demostrar que la solucin elegida es
mejor que las otras posibles, sin superar los valores mximos expuestos en el Tpico
Al efectuar la eleccin el proyectista tendr en cuenta antes que nada, la influencia de la
pendiente sobre el costo de construccin de la carretera, tanto por lo que se refiere a los
mayores costos en conexin con los desarrollos que generalmente se acompaan al empleo
de una pendiente menor, como por lo referente a los costos ms altos que podran derivar del
empleo continuo de la pendiente indicada como mxima. Adems, el proyectista tendr en
cuenta las repercusiones de la pendiente sobre el costo de operacin y sobre la capacidad de
la carretera.
El proyectista procurar utilizar las menores pendientes compatibles con la topografa en que
se emplaza el trazado. Carreteras con un alto volumen de trnsito justifican econmicamenteel uso de pendientes moderadas, pues el ahorro en costos de operacin y la mayor capacidad
de la va compensan los mayores costos de construccin.
Pendientes Mximas Absolutas
La limitacin principal al empleo de pendientes suaves la constituye el factor econmico,
debido al aumento en el costo de la construccin en regiones topogrficamente
desfavorables.En el anlisis de pendientes y del control de las mismas, una de las consideraciones ms
importantes son las consecuencias que tienen aquellas sobre el costo de operacin de los
vehculos de motor. Cuando se incrementan las pendientes, es evidente que se incrementa el
consumo de gasolina y que se reduce la velocidad. Puede lograrse una aproximacin
econmica balanceando el costo anual agregado de la reduccin de la pendiente con el costo
anual de operacin del vehculo sin la reduccin de la pendiente. La solucin precisa del
problema depende del conocimiento del volumen y tipo de trnsito, lo que puede obtenerse
nicamente mediante un estudio.
Relacin entre velocidad directriz y pendiente.
La pendiente gobernadora es la pendiente media que tericamente puede darse a la lnea de
subrasante para vencer un desnivel determinado, en funcin de las caractersticas basadas
en la velocidad de diseo. La mejor pendiente gobernadora para cada caso, ser aquella que
al conjugar estos conceptos, permita obtener el menor costo de construccin, conservacin y
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operacin. Sirve de gua a la seccin de pendientes que se deben proyectar para ajustarse en
lo posible al terreno.
Tramos en Descanso
Cuando la pendiente gobernadora o media supera el 5%, en tramos muy largos es
conveniente el uso de tramos en descanso a fin de mejorar el rendimiento vehicular.
Las p