DISEO GEOMTRICO DE CARRETERASCarlos Argudo, Christian OrellanaDcimo Semestre (Grupo 2)

Trazado de rutas y eleccin de la mejor alternativa

1. GeneralidadesToda ruta tiene dos puntos obligados extremos y varios intermedios por donde se efectuar el trazado de su eje. Los puntos obligados requieren necesariamente que el trazado se efecte por tales lugares, por razones de diversa ndole, mientras que los intermedios, en algunas ocasiones son conocidos como secundarios, por su importancia y porque pueden dar origen a la existencia de rutas alternas.Sin lugar a duda, la mejor ruta, entre varias alternas, ser la que ofrezca el menor costo y la mayor utilidad posible, no solo en el aspecto econmico, sino tambin en lo social y si el nivel de exigencia es alto, en lo esttico. Un concepto importante para el estudio de rutas es la lnea de pendiente, la misma que pasando por los puntos establecidos, ayuda a mantener uniforme una pendiente especificada, y pasa a denominarse lnea de ceros cuando coincide con el eje de la va, es decir, no acepta ni cortes ni rellenos (por lo tanto es una lnea de mnimo movimiento de tierras).2. Ubicacin y metodologa de diseoLos trazados se realizan en un sector ubicado en la parte norte de la provincia del Azuay, entre las provincias de Caar y Guayas (Figura 1), y observamos que la cartografa correspondiente presenta curvas de nivel cada 40 metros (escala 1:50000).

Figura 1. Localizacin del sitio de estudio y diseo de las rutas.Como se busca mantener una lnea de pendiente uniforme (al menos en diversos tramos de la ruta), la distancia horizontal (DH) necesaria para pasar de una curva de nivel a otra est dada por la siguiente expresin:

De la relacin anterior se obtiene un valor que equivale a la abertura del comps para realizar el trazo de la ruta y que una vez obtenido, hay que convertirlo a la escala adecuada. Ya que adems la pendiente est asociada a la velocidad del vehculo, se asume una mxima del 10%, de acuerdo a lo recomendado en la NEVI. Finalmente, una vez ubicados todos los puntos sobre las curvas, con ayuda del comps, se procede a unirlos para obtener la ruta deseada. Tal lnea pasar por los sitios de control y por los lugares ms adecuados posibles.3. Evaluacin del trazadoComo se manifest, una vez trazadas las rutas, se procede a abscisarlas (cada 100 metros) y se construye la informacin a travs de las tablas que se muestran ms adelante. Luego se aplicar el procedimiento de Bruce (concepto de longitud virtual) dada por la expresin:

DondeXo = longitud resistente (m)X = longitud total del trazado (m)y = desnivel o suma de desniveles (m)k = inverso del coeficiente de traccin, asumiendo una superficie de rodamiento de pavimento rgido, con una valor de 44.Este mtodo lo que busca es comparar los trazados y seleccionar la ruta de menor resistencia, es decir, la que se presenta como ms atractiva o simplemente es la ms econmica.4. Resultados y observaciones4.1 Ruta #1 (nomenclatura con lpiz cada 500 metros):Tabla 1.Tabla 2.

BRUCE:

X =27100m

K =44

Desniveles perjudiciales por contrapendientes

y =880m

Xo (1) =71540m

Desniveles por contrapendientes

y1 =440m

Desniveles por exceso de pendiente

y2 =369m

Xo (2) =62696m

Promedio:Xo =67118m

Tabla 3.

4.2 Ruta #2 (nomenclatura con esfero azul cada 200 metros):Tabla 4.

1

Tabla 5.

BRUCE

X =33633m

K =44

Desniveles perjudiciales por contrapendientes

y =1200m

Xo (1) =87005,97m

Desniveles por contrapendientes

y (1) =760m

Desniveles por exceso de pendiente

y (2) =643,36m

Xo (2) =95380,84m

Promedio:Xo =91193,41m

Tabla 6.

Costos por Km2 de va:

DescripcinCosto ($)

Levantamiento topogrfico900

Movimiento de tierras y rellenos215.400

Instalaciones de alcantarillado185.894

Control y manejo ambiental41.450

Costo de un puente (3m de luz)110.020

Costo de una alcantarilla840

Tabla 7.

Ruta 1Ruta 2

# Alcantarillas43

# Puentes21

# Fallas geolgicas34

Tabla 8.

5. ConclusinEn funcin a los resultados obtenidos y resumidos en las tablas anteriores, se puede observar, para ambos sentidos, que la ruta de menor resistencia es la Ruta 1, ya que posee menor longitud real y virtual que la Ruta 2 (mediante el anlisis de Bruce). Sin embargo, en la Ruta 1 hay que considerar la construccin de ms puentes y ms alcantarillas, incluyendo trabajos de remocin de material (especificado en las observaciones), lo que sin duda aumenta el costo final, si es que nos basamos en los parmetros significativos que contiene la Tabla 7 y que fueron obtenidos de un estudio de una carretera de similar longitud y condiciones, ubicada en la provincia del Azuay (entre Molleturo y Chaucha). Por tanto, si queremos un proyecto factible desde el punto de vista econmico, la mejor alternativa es la Ruta 2. Adems cuando comparamos con mapas del IGM, en la Ruta 2, encontramos casi igual nmero de fallas geolgicas que en la otra ruta, por lo que este aspecto no es de gran consideracin a la hora del diseo.Otro aspecto que nos garantiza la eleccin de la Ruta 2, es que la misma pasa por tres escuelas, con distancias muy cercanas al eje de la va, lo que nos certifica su utilidad y desarrollo.Finalmente se puede mencionar que de acuerdo a las Tablas 1 y 4, las distancias para cada tramo superan los 500 metros mnimos establecidos en clase y el valor de las pendientes no superan el 10% que recomienda el NEVI.

6. Referencias:6.1 Diseo Geomtrico de Carreteras, James Crdenas Grisales, Ecoe Ediciones 20086.2 Diseo Geomtrico de Vas, Pedro Chocont Rojas, 2da edicin - 2006