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CAPITULO V
DISEO
GEOMETRICO
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5.0 DISEO GEOMTRICO.
En el presente captulo se analizan las condiciones fsicas y geomtricas quepresenta la ruta propuesta para el anillo perifrico de la ciudad de San Miguel;
bosquejada dentro del PLAMADUR San Miguel, comprendido entre la carretera
Panamericana que conduce hacia el departamento de La Unin y la carretera Ruta
Militar que conduce al departamento de Morazn; por medio de la elaboracin de las
tres etapas que componen el diseo geomtrico de toda carretera; como son la seleccin
de la ruta, el anteproyecto y el proyecto definitivo.
5.1 ELECCION DE RUTA.
Este corredor en estudio est formado como punto de partida por la propuesta
contenida en el informe del PLAMADUR de San Miguel. Es importante sealar que
dicha alternativa forma parte de un conjunto de actuaciones bastante extensas e
integrales, tanto de inmediato como de mediano y largo plazo.
Dicha alternativa posee aparentemente un objetivo congruente con el plan de
desarrollo sobre el cual arriba se hace mencin; el mismo puede tener un impacto
inmediato por el hecho de ofrecer una solucin, aunque parcial, sobre los problemas
graves detectados en el anlisis de la demanda de mediano plazo. Dado este criterio, el
desarrollo gradual de la red debi iniciarse ya desde el ncleo urbano de la ciudad y
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extendindose desde ah hacia la periferia, para que a este momento se hubiere avanzado
en el sentido correcto.
Para la ruta del anillo perifrico se sugiere que la misma deba seguir su
trayectoria por terrenos de preferencia no urbanizados, siempre que esta condicin se
pueda cumplir, para potenciar su construccin tanto en costos econmicos como en
reduccin de tiempo. Esta sugerencia se concretiza en nuestro estudio; por que de hecho,
esta alternativa hace uso de un tramo de camino rural existente en su trayectoria y que
permite llevar a cabo la ampliacin con mayor facilidad de la seccin transversal
existente, ya que, la adquisicin de los derechos de va de este tramo sern menores.
Es evidente que pudiendo disear y construir las obras de infraestructura sobre
corredores no urbanizados minimiza los detractores de los proyectos de infraestructura
bsica como este, que en su mayora son personas que resultan afectadas negativamente
por efecto de las expropiaciones que deben llevarse a cabo para poder ejecutar los
mismos.
El anillo perifrico deber oxigenar la red de arterias urbanas, conectando con
dicha red, pero sin ser sobrecargado. Consideramos que esto solo puede lograrse si es
ubicado en la periferia de la ciudad, en un punto estratgico en donde el trfico que va
de paso y para el cual es concebido primordialmente; sea interceptado, desviado y
conducido hacia el proyecto vial sin ocasionar trastornos en las arterias ya bastante
congestionadas de las que hablamos.
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El mismo no debe alejarse demasiado de tal manera que no caiga en una
capacidad ociosa en los primeros aos de su periodo de diseo y que al final se llegue a
emplear solo por efectos de la presin ejercida por el alto nmero vehicular circulanteque no tengan una opcin alterna.
5.1.1 RUTA PROPUESTA POR EL PLAMADUR.
Dentro del plan Maestro de Desarrollo Urbano se encuentra bosquejado un eje
que se propone sea factible para alojar el alineamiento geomtrico del anillo perifrico
para la ciudad de San Miguel y nosotros decidimos adoptarlo para llevar a cabo nuestro
trabajo de graduacin con el propsito de conocer en cierta manera el potencial de este
corredor, por ello y antes de todo, debemos poner en claro que en ningn momento se
encontr el desarrollo de alguna de las etapas que componen el diseo geomtrico; ni
algn dato geomtrico que pudiera orientarnos de una manera mas exacta sobre el rumbo
que debamos seguir para cada tramo que compone el polgono abierto en cuestin para
con ello elaborar el estudio topogrfico respectivo de la ruta en propuesta.
No existiendo ningn tipo de estudio para el diseo geomtrico de la va,
optamos por adquirir dos cuadrantes cartogrficos referentes de la zona como lo manda
el procedimiento normal de este tipo de estudios; cuadrantes en los cuales se encontraron
las curvas de nivel separadas a cada diez metros una de la otra, alguno de los caminos
rurales existentes hasta el momento de su elaboracin y por supuesto los accidentes
geogrficos de la zona; todo esto representado a escala 1:10,000. Adems se adquirieron
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los datos correspondientes sobre los mojones geodsicos aledaos al rea en estudio
como son el mojn geodsico de Moscoso y el mojn geodsico Benedicto cada uno
ubicado por fortuna y estratgicamente uno al inicio del proyecto y el otro al final delmismo.
Fotografa N 6 Mojn Geodsico Benedicto, de donde se inicio el levantamiento
topogrfico de la ruta del anillo perifrico.
5.1.2 CORREDORES EN ESTUDIO.
De acuerdo con la conceptualizacin, se entiende por corredor a la banda de
terreno que conecta puntos de inicio y final conocidos, y que posee suficiente ancho para
poder alojar una va diseada con estndares de diseo y que adems permita que la
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lnea central as definida pueda sufrir variaciones para optimizar su factibilidad
constructiva y econmica.
Pero para unir estos puntos de inicio y final se pueden diversificar por as decirlo,
los ejes o rutas por medio de los cuales se les puede enlazar, es as como estudiamos
topogrficamente tres ejes que creemos sern suficientes para poder elaborar esta
propuesta en donde se emplearon los puntos de origen y destino que se apreciaban en el
PLAMADUR.
Dentro de las tres diferentes rutas y corredores opcionales para nuestro estudio,
todas presentan una ubicacin con caractersticas bastante convenientes por el hecho de
situarse en las cercanas de la interseccin formada por la carretera que de San Miguel
conduce hacia Usulutn por medio de la carretera Litoral y hacia La Unin por medio de
la carretera Panamericana.
Esta coincidencia es de fundamental importancia para garantizar los objetivos
por el cual el anillo perifrico es diseado, atrayendo para si en primer lugar el trfico
que va de paso desde y hacia los departamentos antes mencionados y luego para poder
permitir la circulacin del trfico circundante.
En segundo lugar el hecho de poder proyectar una va de esta categora en un
sitio que se encuentre ms cerca del centro urbano de la ciudad es desde ya una meta
difcil de poder realizar; para que con ello se puedan obtener resultados satisfactorios.
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Este anlisis se respalda por medio de los siguientes factores que dificultaran la
realizacin de este proyecto y los exponemos a continuacin:
Destruccin del patrimonio privado y cultural.
Destruccin de iglesias, centros escolares y de salud.
Interrupciones en los sistemas de drenajes subterrneos y superficiales.
El siguiente paso en este proceso corresponde a la descripcin de cada uno de los
corredores para luego tamizarlos y seleccionar uno dentro de ellos para su posterior
exploracin, estudio y diseo. Asimismo la evaluacin del corredor es orientada en el
sentido de su viabilidad, es decir que los accidentes geogrficos dentro de este deben ser
bastante estables y adems compatibles con los requisitos de operacin y mantenimiento
del proyecto.
Desde el punto de vista ambiental, la viabilidad estriba en el grado de estabilidad
en que se minimicen los impactos probables del medio, y que se maximicen las
bondades en relacin con el entorno, tales como la cualidad esttica de la va.
1. CORREDOR DE LA ALTERNATIVA N 1.
El corredor de la alternativa N 1 fue recorrido topogrficamente por nosotros,
acercndonos lo mas posible al alineamiento que sigue la ruta plasmada en el
PLAMADUR, esta comparte un comn alineamiento con las otras dos rutas, el tramo de
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camino rural existente que conduce al canton Las Delicias como se puede apreciar en la
fotografa siguiente.
Fotografa N 7 Entrada a camino rural existente balastreado, que de Sur a Norte
conduce al cantn Las Delicias con una longitud aproximada de 3.00Km. (Est.
0+650.00)
De ah en adelante y por medio de la obtencin de la lnea a pelo de tierra
elaborada sobre los cuadrantes topogrficos (ver el plano N 3); pudimos determinar por
medio de la obtencin de las deflexiones de dicha poligonal base y de manera ms
aproximada la orientacin que sigue la ruta en estudio, atravesando en su mayora
terrenos de formaciones onduladas (ver fotografa N 8); el propsito de todo esto es el
de poder levantar la ruta que proporcione las menores pendientes longitudinales que
garanticen alineamientos en concordancia con los estndares con los que se estar
evaluando la misma.
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Fotografa N 8. Punto en donde la ruta elegida y el camino existente se bifurca
sobre la hacienda Nombre de Jess, antes de llegar al del cerro El Chorchingo
(Est. 2+940.00).
Esta ruta finaliza en un sector equidistante del Instituto Tecnolgico ITCA y la
colonia La Carmensa, en terrenos baldos que colindan con la ruta militar
proporcionando la mejor alternativa en cuanto a pendientes, alineamiento geomtrico y
cruce del ro Tahisigue, como podr verse en el plano de la alternativa N 1.
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Fotografa N 9Terrenos por donde pasa la ruta en estudio, sobre la planicie El
Espino antes de cruzar el ro Tahisigue, sobre el Est. 4+304.00
Fotografa N 10 Lente de agua existente en el cruce del ro Tahisigue sobre el
Est. 4+402.00
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2. CORREDOR DE LA ALTERNATIVA N 2.
Este corredor se acerca bastante al alineamiento que sigue la ruta plasmada en elPLAMADUR, difiriendo con la primer alternativa en cuanto a finalizar en el sector
urbano de la colonia La Carmensa, como puede observarse en el plano de la alternativa
N 2; siendo en primer lugar, una dificultad de carcter social que ocasiona a dicha
comunidad al crearle inconvenientes en cuanto a la apropiacin de los derechos de va
de los diferentes habitantes por parte del propietario del proyecto en su ocasin.
3. CORREDOR DE LA ALTERNATIVA N 3.
Este corredor difiere de las dos rutas anteriores por el hecho de alejarse en
principio de la ruta sugerida en el PLAMADUR. Esto se hizo con el propsito de contar
con la alternativa de enlazar la carretera Panamericana con la Ruta Militar a la altura del
desvi que conduce a Comacaran esto con el inters de analizar la factibilidad que
podra representar un ensayo como el de este tipo. Esta tercera ruta se proyecta sobre
terrenos demasiado ondulados y hasta montaosos como puede verse en el plano de la
alternativa N 3; ocasionando desde ya inconvenientes en excesos de pendientes, cortes
de material, mayor longitud de recorrido y la posibilidad de no atraer al trfico selectivo
desde el momento de su apertura al trfico.
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5.1.3 CRITERIO DE SELECCIN DE LAS DIFERENTESALTERNATIVAS.
El criterio de evaluacin que se debe emplear para medir los meritos de las
diferentes alternativas debe ser simple, de tal manera que guarde relacin directa con los
objetivos planteados; analizando las variables que influyen a la hora de realizar el diseo
geomtrico de la alternativa resultante de las mismas.
A continuacin se describe cada uno de los aspectos tcnicos considerados en la
seleccin de la ruta que mejor pueda albergar el diseo geomtrico del tramo en cuestion
para el anillo perifrico:
Topografa del Lugar.
El Anillo Perifrico debe disearse y operar en terrenos que proporcionen
aquellas pendientes topogrficas que posibiliten alcanzar la velocidad de diseo
requerida, sin tener que realizar demasiados movimientos en los volmenes de
terracera. Por ello se ponderarn de mejor manera a los terrenos que
proporcionen dichas condiciones.
Ubicacin Estratgica del Lugar.
El Anillo Perifrico debe ubicarse a una distancia de la ciudad que atraiga al
conductor selectivo desde el mismo momento de su puesta en marcha;
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conductores que deseen trasladarse en una va ms rpida, segura y confortable;
que les provea de mejores condiciones de manejo y esttica.
Factibilidad de Adquisicin de los Derechos de Va.
Una vez realizado todo el anlisis tcnico es necesario iniciar la gestin de
factibilidad de compra de la propiedad y su costo, para luego realizar en el
terreno ms factible, la propuesta geomtrica del anillo perifrico, ya que la
adquisicin de ste influye directamente en los costos.
Longitud de la Carretera.
Se refiere a la longitud total de la ruta medida en kilmetros, la cual se
constituye un factor muy importante, influyendo directamente en los costos de
construccin de las mismas, incrementndolos en la medida en que mayor sea
la longitud de las vas.
5.1.4 METODOLOGA DE SELECCIN DEL CORREDOR.
A continuacin se presenta un cuadro que nos permite evaluar algunos de los
factores considerados anteriormente para la seleccin de la ruta ptima que nos permita
elaborar el diseo del tramo para el anillo perifrico, factores a los cuales se les da una
ponderacin dentro de una escala de puntuacin desde 0.00 a 1.00.
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Escala de Puntuacin.
En donde:
Desfavorable 0.00.Regular 0.25.
Aceptable 0.50.
Excelente 1.00.
Todo esto para poder obtener al final un parmetro numrico sobre la ponderacin
de la mejor alternativa.
FACTORES PARA CADA ALTERNATIVA
ALTERNATIVASFACTORES
ALT. N 1 ALT. N 2 ALT. N 3
P O N D E R A C I O NLongitud (Km). 5560.00 5625.35 6142.12Derechos de Va (Ha) 20.18 21.25 24.12Ubicacin Cercana Media LejanaTopografa del lugar Plana - Ondulada Plano - Montaoso Plano - Montaoso
CUADRO DE PONDERACION PARA LAS ALTERNATIVAS
ALTERNATIVASFACTORES
ALT. N 1 ALT. N 2 ALT. N 3
P O N D E R A C I O NLongitud (Km) 1.0 0.5 0.25Derechos de Va (Ha) 1.0 0.5 0.25Ubicacin 1.0 0.5 0.25Topografa del lugar 1.0 0.5 0.25
TOTAL 4.0 2.0 1.0
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En resumen con esta metodologa de seleccin se deduce que la alternativa
N 1, proporciona las mejores condiciones con respecto a los factores, que se
emplearon como criterio de seleccin.
5.2 ANTEPROYECTO.
El anteproyecto es la segunda etapa dentro del diseo geomtrico; que resulta del
conjunto de estudios y levantamientos topogrficos que se llevan a cabo con base en los
datos previos originados en la etapa de seleccin de ruta, para situar en los planos
obtenidos de esos levantamientos, el eje que seguir el camino. Una vez obtenidos los
planos con curvas de nivel a una escala apropiada, se inicia el estudio para el trazo del
eje del camino, considerando un nmero variable de posibilidades, hasta seleccionar la
ms conveniente que se retomar como tentativa del eje de la carretera, quedando as
definidos los alineamientos horizontal y vertical para proceder a la evaluacin de la
misma por medio de diversos parmetros.
El anteproyecto requiere una evaluacin razonablemente exacta de la geometra
de cada una de las posibilidades que surgieron en la etapa anterior, ya que esta
posibilidad ruta debe de ser la que presenta mayor viabilidad en trminos tcnico-
econmicos; en nuestro caso es la ruta de la alternativa N 1; por presentar un trazado
ms ptimo que se adapta de mejor manera al perfil longitudinal del corredor en
cuestin, adems por minimizar la adquisicin de los derechos de va en el tramo
ubicado en el camino terciario existente, espacio fsico adecuado para alojar las
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intersecciones a nivel con los carreteras con que se enlaza, menores movimientos de
terracera en corte o terrapln, por mencionar algunos elementos a favor.
5.2.1 ESTUDIOS TOPOGRAFICOS.
La realizacin de los estudios topogrficos comprende el trazado de una
poligonal abierta, estableciendo para ello el control geodsico sobre todos los puntos de
dicha poligonal en cuanto a la planimetra y la altimetra. Los estacionamientos se
hicieron a cada 40 metros en los tramos de terreno plano, a cada 20 metros en tramos
ondulados y principalmente en los accidentes ms notables del terreno como por
ejemplo; en los cambios de direccin, puntos obligados, cambios abruptos en la
topografa, etc.
Simultneamente se efectu la nivelacin utilizando para ello estaciones a cada
20 metros, para establecer adems, un perfil longitudinal; se incluyeron los puntos
especiales tales como el cauce del ro Tahisigue y los accidentes naturales del terreno.
La topografa es un factor importante para determinar el alineamiento horizontal
y vertical del proyecto.
El levantamiento topogrfico inici en el mojn geodsico Benedicto, que
posee las coordenadas 590,690.33 de longitud y 264,597.99 de latitud a unos 500 metros
aproximadamente al Oriente del puente Urbina, que posee el azimut vista atrs hacia el
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centro de la cpula de catedral de San Miguel, seguidamente continuamos con el resto
del levantamiento planimtrico y altimtrico hasta llegar a la interseccin formada por
la carretera CA-1 y el puente Lus de Moscoso recorriendo de manera aproximada eltrazo que se gener con la obtencin de la lnea a pelo de tierra en la eleccin de ruta.
5.2.2 SECCIONES TRANSVERSALES
A la vez que recorrimos el trazado de la lnea definitiva, a partir de la seleccin
de la ruta definitiva con sus curvas de nivel respectivas, procedimos a sacar las secciones
transversales del terreno a cada 40 metros en donde el terreno es plano y en donde es
representativa una seccin de la otra y a cada 20 metros en donde el terreno es ondulado
o en donde era accidentado y presentaba cambios notables con respecto a las estaciones
completas de 20 metros.
5.2.3 ESTUDIOS TOPOHIDRAULICOS
Comprende el levantamiento topogrfico de las obras de paso o tuberas
identificadas en la ruta seleccionada.
Para nuestro caso no se encontr estructura alguna que levantar, pero si existe la
necesidad de proponer el que se realicen los estudios necesarios que respalden el diseo
de una obra de paso importante como es el puente ubicado sobre el cruce del ro
Tahisigue a la altura del Est. 4+440.00 con un claro de 30.00mt de longitud.
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5.2.4 REPLANTEO DEL EJE DE LA RUTA SELECCIONADA.
En este apartado se adjunta el listado sobre el replanteo del eje que definecompletamente la ruta seleccionada conteniendo los siguientes datos:
Coordenadas de cada vrtice de la poligonal.
Elevaciones de cada vrtice de la poligonal.
Rumbos de cada tramo de la poligonal.
CUADRO DE REPLANTEO DE LA RUTA SELECCCIONADA
VERTICES DISTANCIA RUMBOS LONGITUD LATITUD ELEVACION
M1 592,435.13 260,094.01 93.85283.73 N284053E
M2 592,571.30 260,342.93 94.552215.48 N035940E
M3 592,725.64 262,553.04 105.94818.19 N283307W
M4 592,334.58 263,271.73 120.03516.37 N010440E
M5 592,344.29 263,788.00 150.00563.90 N753546W
M6 591,798.12 263,928.27 95.531274.65 N512527W
M7 590,801.62 264,723.08 106.72
5.2.5 DERECHOS DE VA.
El derecho de va es un franja de terreno que adquiere el propietario de una
carretera, normalmente el Gobierno Central Local, para la construccin de la misma,
incluyendo dentro de sus lmites el diseo bien balanceado de la calzada con sus carriles
proyectados, y todos los dems elementos que conforman normalmente la seccin
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transversal tpica de este tipo de instalaciones. No obstante es importante contar con una
franja de terreno de ancho uniforme para cada tipo de carretera.
En la prctica dicha franja es variable y determinada en funcin de cada
proyecto en particular. Lo cierto es que por lo general se requieren ampliaciones cuando
el pie de los taludes excede los lmites normales del derecho de va, cuando se desea
disear para mayores distancia de visibilidad, y finalmente en las intersecciones con
otras carreteras que de por s pueden plantear exigencias considerables de espacio
fsico, como en el caso de la construccin de intercambios distribuidores de trnsito,
que ocupan una varias hectreas segn el diseo geomtrico que se seleccione.
La determinacin del ancho del derecho de va de una carretera conlleva, por
consiguiente, la determinacin del ancho ptimo de los componentes de la seccin
transversal tpica que, para el trmino del perodo de diseo de alrededor de 20 aos, se
requiere acomodar con la amplitud necesaria y suficiente dentro de la franja de terreno
adquirida para la obra vial y sus detalles conexos.
Pensando quiz en probables ampliaciones a futuro y como factor de seguridad
ante desarrollos imprevistos, se ha optado en muchos casos por generosas provisiones de
derechos de va (30-60mt), sobre todo donde el valor del suelo es bajo alcanza niveles
razonables de ste, pero se combina con un potencial de la zona de influencia de la
carretera para el desarrollo a largo plazo.
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No se desconoce sin embargo, el peligro que entraa en el pas, la ocupacin
invasin de los derechos de va que permanecen sin utilizacin durante largos aos. La
nica alternativa para enfrentar este problema, es la continua vigilancia de lasautoridades responsables del mantenimiento de las carreteras.
El derecho de va a emplear en el tramo en estudio ser de 40.00mt, debido a
que en ste ancho se acomoda perfectamente la seccin transversal tpica en corte,
donde la diferencia de nivel entre el terreno natural y la sub-rasante es mxima.
5.3 PROYECTO DEFINITIVO
Es el resultado final de los diversos estudios que realizamos con anterioridad, en
los que se han considerado todos los casos previstos, tambin se han establecido en ellos
las normas para la realizacin del proyecto.
Esta etapa se inici una vez que situamos la lnea por medio de los estudios con
una precisin tal que nos permitiera definir las caractersticas geomtricas del camino.
Velocidad Directriz o de Diseo:
La velocidad directriz o de diseo es la principal componente para el diseo
geomtrico de una carretera; siendo catalogada una autopista como la categora superior
dentro de la tipologa de las carreteras, debe proyectarse para altas velocidades de
diseo, con un mximo razonable de 110 kilmetros por hora. Esta velocidad de diseo
de 110 kilmetros por hora debe usarse en las autopistas regionales de caractersticas
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rurales o suburbanas. En terrenos ondulados puede restringirse la velocidad de diseo a
90 kilmetros por hora y en terrenos montaosos puede admitirse una velocidad de
diseo menor, en el lmite mnimo de los 70 Km. / h, todo ello en funcin de lasexpectativas del conductor y los costos de la obra. El manual de la AASHTO
recomienda no bajar de los 80 Km. /h la velocidad de diseo.
En nuestro caso en particular, la velocidad de diseo para el tramo en estudio
ser de 90 Km. /hr, de acuerdo a las pendientes adoptadas para el diseo geomtrico de
la sub-rasante dentro del rango de 3.00%-6.00%2. Cabe mencionar que la velocidad de
diseo desde el estacionamiento 3+160 hasta el estacionamiento 4+320, decrecer a
una velocidad de diseo de 80 Km. /hr; todo esto se encuentra dentro del rango
establecido en el prrafo anterior.
La velocidad de diseo para las intersecciones a nivel propuestas en el diseo
geomtrico de ste tramo del anillo perifrico ser de 50.00km/h, debido a que el
dimetro inscrito adoptado para dichas intersecciones esta comprendido dentro del rango
de 60.00-100.00mt2.
Esta disminucin de la velocidad en ste tramo, obedece a que la topografa del
terreno no permite pendientes ptimas para una velocidad de diseo de 90 Km. /h
evitando con esta variacin altos volmenes de corte, en consecuencia se reducen los
costos de la va, manteniendo siempre, los estndares del diseo geomtrico de el tramo
en estudio.
Tomado del Manual Centroamericano de Normas Para el Diseo Geomtrico de las CarreterasRegionales, Cap. N 4, Pg. 65.
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5.3.1 ALINEAMIENTO HORIZONTAL
El alineamiento horizontal esta enlazado por una serie de lneas rectas y curvas,en donde a las primeras se les denominan tangentes y las segundas se les denominan
curvas, estando clasificadas stas en; curvas circulares, espirales de transicin; el
propsito de las curvas horizontales es el de cambiar el recorrido de la carretera en su
alineamiento horizontal, facilitando la comodidad de los usuarios.
Para el tramo en estudio se disearon cinco curvas horizontales, describindose
a continuacin:
Curva Hor. N 1= Est. PCH 0+155.47 Curva Hor. N 2= Est. PCH 2+258.12
Est. PIH 0+288.49 Est. PIH 2+494.91
Est. PTH 0+411.57 Est. PTH 2+712.53
Lc = 261.80 m. Lc = 460.00 m.
Curva Hor. N 3= Est. PCH 3+183.84 Curva Hor. N 4= Est. PCH 3+548.21
Est. PIH 3+291.02 Est. PIH 3+806.73
Est. PTH 3+393.84 Est. PTH 3+980.85
Lc = 209.44 m. Lc = 436.76 m.
Curva Hor. N 5= Est. PCH 4+143.34
Est. PIH 4+292.12
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Est. PTH 4+437.22
Lc = 293.21 m.
Las curvas descritas anteriormente se disearon de acuerdo a los siguientes
parmetros:
Distancias Mnimas de Parada
Distancia de Visibilidad de Parada:
Es la distancia mnima visible requerida por un conductor para detener el
vehculo antes de llegar a cualquier objeto que se encuentre en su trayectoria. La
distancia de visibilidad de parada (D), tiene dos componentes; la distancia de
percepcin y reaccin del conductor (d1), ms la distancia de frenado que se denomina
(d2).
D = d1 + d2
El tiempo de percepcin es el tiempo transcurrido desde el instante en que el
conductor observa un objeto por el cual es necesario parar; este se toma como 1.5 sg.
El tiempo de reaccin de frenado es el que transcurre desde el instante que el
conductor decide tomar la accin correctiva hasta el instante en que sta comienza; se
Tomado del Manual Centroamericano para el Diseo Geomtrico de las Carreteras Regionales.
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toma como 1.0 sg. Dando un tiempo de reaccin y percepcin al frenado de 2.5 sg. Este
valor es adoptado para todas las velocidades de diseo.
Los valores de la distancia de visibilidad mnima de parada estn basados en
condiciones de superficie de pavimentos mojados, en reconocimiento de los valores de
friccin ms bajos; asumiendo que las condiciones mojadas prevalecen.
La formula para calcular el primer componente de la distancia de visibilidad
mnima de parada es: d1 = 0.278 vt (mts).
Distancia de frenado:
Es la distancia que se recorre desde el instante que se oprimen los frenos hasta el
instante que se detiene el vehculo. Su clculo se basa en las leyes del movimiento, en el
cual se asume que el coeficiente de friccin es constante desde el principio hasta el final
del perodo de frenado.
La frmula para calcularlo es la siguiente: d2 = v2
254 f
Donde: d = distancia de frenado en metros.
v = velocidad del vehculo en kilmetros por hora.
f = coeficiente de friccin longitudinal entre las llantas del vehculo y el
pavimento.
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Las distancias mnimas de visibilidad de parada se muestran en el siguiente
cuadro para pavimentos mojados.
Distancia de Visibilidad Mnima de Parada Calculada
Coeficiente Distanciade friccin depavimento frenado
Diseo Condiciones Tiempo Distancia mojado "f" a nivel Calculada RedondeadaAsumidas P/Diseo
Km/h km/h S m m m m40 40 2.5 28 0.380 17 45 45
50 50 2.5 35 0.358 27 62 65
60 60 2.5 42 0.337 42 84 8570 70 2.5 49 0.323 60 109 110
80 79 2.5 55 0.312 79 134 135
90 87 2.5 60 0.304 98 158 160
100 95 2.5 66 0.296 120 186 185
110 102 2.5 71 0.290 141 212 215
120 109 2.5 76 0.283 165 241 245
frenado
Distancia de visibilidadmnima de parada
VelocidadV
Percepcin yreaccin de
Distancia de Visibilidad Mnima de Parada en Pavimentos Secos (para comparar).
Coeficiente Distanciade friccin depavimento frenado
Diseo Condiciones Tiempo Distancia seco "f" a nivelAsumidas
Km/h km/h S m m40 40 2.5 28 0.625 10
50 50 2.5 35 0.618 16
60 60 2.5 42 0.603 24
70 70 2.5 49 0.590 33
80 79 2.5 56 0.580 43
90 87 2.5 63 0.570 56
100 95 2.5 69 0.562 70
110 102 2.5 76 0.553 86
120 109 2.5 83 0.545 104
frenado
Distancia de visibilidadde parada
VelocidadV
Percepcin yreaccin de
Calculada
m
38
51
139
162
187
66
82
99
119
Nota: Las velocidades de diseo mayores a 120Km/hr estn fuera de rango de aplicacin.
Tomado del Estudio de Factibilidad Tcnica-Econmica y Diseo Geomtrico Final del AnilloPerifrico para el AMSS.
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De acuerdos a los cuadros anteriores la distancia mnima de visibilidad de parada
para la velocidad de diseo de 90Km/h. de la propuesta en estudio es de 160 mts regida
por la condicin de pavimentos mojados.
Ajustes para pendientes:
Es necesario mencionar que, cuando el frenado ocurre en bajada, el efecto de la
pendiente es aumentar la distancia de frenado.
Alternativamente, en subida el efecto es reducir la distancia de frenado. Para
tomar en cuenta el efecto de la pendiente sobre la distancia mnima de parada, se debe
usar la tabla siguiente.
Velocidad Velocidadesde diseo asumidas
por codicin
Km/hr Km/hr 3% 6% 9% 3% 6% 9%40 40 45.7 47.5 49.5 43.1 42.1 41.250 50 65.5 68.6 72.6 55.5 53.8 52.460 60 88.9 94.2 100.8 71.3 68.7 66.670 70 117.5 125.8 136.3 89.7 85.9 82.880 79 148.8 160.5 175.5 107.1 102.2 98.190 87 180.6 195.4 214.4 124.2 118.8 113.4
100 95 220.8 240.6 256.9 147.9 140.3 133.9110 102 267.0 292.9 327.1 168.4 159.1 151.3120 109 275.0 305.0 332.6 189.4 177.0 168.1
Distancia de Parada en Bajadas(mts)
Distancia de Parada en Subidas(mts)
Tasa de Sobre elevacin Peralte e:La sobre elevacin o peralte, siempre se necesita cuando un vehculo viaja en
una curva cerrada a una velocidad determinada, para contrarrestar las fuerzas centrfugas
Tomado del Manual Centroamericano de Normas Para el Diseo Geomtrico de las CarreterasRegionales
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y el efecto adverso de la friccin lateral que se produce entre la llanta y el pavimento.
En curvas con radios de gran magnitud este efecto puede ser desestimado.
La tasa de sobre elevacin para el diseo de carreteras no debe exceder entre el
4 y 12 por ciento, dado que las condiciones meteorolgicas, de mantenimiento y
topogrficas imponen condiciones particulares en los diseos. La condicin de estos
factores ha conducido a la adopcin de las siguientes polticas para el diseo de
porcentajes mximos de sobre elevacin:
Para rampas de intercambio en autopistas urbanas donde prevalece un nivel
alto de mantenimiento es 0.08 - 0.10 m/m 8 10
cm. /m
Para todas las dems carreteras 0.06 0.08 m/m 6 8 cm. /m.
La frmula para calcular la sobre elevacin mxima es la siguiente:
e = ( V2 / 127R) f
Donde :
V = Velocidad de diseo. f = Friccin lateral.
R = Radio mnimo.
La sobre elevacin en las diferentes curvas horizontales de la propuesta ser
del 8.0% debido a las condiciones del terreno, condiciones climatolgicas de la zona;
desarrollndose la sobre elevacin en la correspondiente longitud de transicin de cada
curva, sta longitud de transicin es determinada por el radio de cada curva horizontal.
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De tablas tomadas del manual centroamericano para el diseo de las carreteras
se tomaron los siguientes valores para longitud mnima de transicin.
Curva N 1= lt : 82.50m. Curva N 2= lt : 82.50m
Curva N 3= lt : 80.00m. Curva N 4= lt : 85.00m
Curva N 5= lt : 75.00m.
Cabe mencionar que el tramo de carretera donde la velocidad de diseo se
reduce a 80Km/h debido a su configuracin topogrfica; la sobre elevacin mxima se
mantendr siempre del 8% en las curvas horizontales diseadas en este tramo, ya que
se calcul utilizando el radio mnimo del alineamiento horizontal ( Rmin. : 325m).
Friccin Lateral f:
La friccin lateral disponible para ayudar a un vehculo a tomar una curva
circular vara con varios factores. Entre estos estn: La calidad del gravado de las
llantas, el tipo y estado de la superficie de rodamiento y de velocidad del vehculo.
Pavimentos mojados suministraran menos friccin que los secos, la presencia de aceite
goma de llantas y suciedad tendrn el efecto de reducir la friccin.
La comodidad del conductor tambin se toma en cuenta al seleccionar los
valores de friccin lateral. A velocidades altas, si la fuerza centrpeta requerida para
mantener el vehculo en la curva es suministrada principalmente por friccin lateral en
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vez de sobre elevacin, los pasajeros experimentaran incomodidad. El pasajero se
sentira inseguro y el conductor tendera a disminuir la velocidad.
La AASHTO presenta factores de friccin lateral para tres tipos de carreteras,
con variaciones entre 0.17 y 0.10 en funcin inversa de la velocidad para todo tipo de
carreteras rurales y urbanas con velocidades comprendidas entre 30 y 110 Km./hr, entre
0.3 y 0.16 para vas urbanas de baja velocidad, de 30 a 70 Km./hr, y entre 0.33 y 0.15
para tramos de giro en intersecciones a velocidades de 20 a 70 Km. /hr.
El coeficiente de friccin lateral para velocidad de diseo de 90Km/h es igual a
0.13; para velocidad de diseo de 80Km/h es igual a 0.14
Radios Mnimos R:
Los radios mnimos son los valores lmites de la curvatura para una velocidad de
diseo dada, que se relacionan con la sobre elevacin mxima y la mxima friccin
lateral escogida para el diseo. Un vehculo se sale de control de una curva, ya sea
porque el peralte o sobre elevacin de la curva no es suficiente para contrarrestar la
velocidad, o porque la friccin lateral de las ruedas y el pavimento es insuficiente y se
produce el deslizamiento del vehculo.
Tomado del Manual Centroamericano de Normas Para el Diseo Geomtrico de las CarreterasRegionales
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El uso de radios ms reducidos solamente puede lograrse a costa de incmodas
tasas de sobre elevacin o apostando a coeficientes de friccin lateral que pueden no
estar garantizados por la adherencia de las llantas con la superficie de rodamiento de lacarretera.
Una vez establecido el mximo factor de sobre elevacin, los radios mnimos de
curvatura horizontal se pueden calcular utilizando la siguiente frmula.
R = V2
127 (e + f)
Donde: R=Radio mnimo de curva, en metros.
e = Tasa de sobre elevacin en fraccin decimal.
f = coeficiente de friccin lateral, es al fuerza de friccin dividida por
la masa perpendicular al pavimento.
V = Velocidad de diseo, en kilmetros por hora.
El radio mnimo utilizado en la propuesta de diseo de el tramo en estudio, es de
325m., localizndose ste en la curva horizontal N 4 (PCH 3+548.21 PTH 3+980.25).
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Grados Mximos de Curvatura (D)2:
El grado de curva de curvatura (D) es el ngulo sustentado en el centro de uncrculo de radio R por un arco de 100 pies de 20 metros, segn el sistema de medidas
utilizado. Se utiliza la siguiente expresin para el clculo de D:
D20 = 1145.92 / R.
El grado mximo de curvatura para cada curva horizontal se calcula a
continuacin:
Curva N 1: D = 1145.92/600 Curva N 2: D = 1145.92/800
= 015435.42 = 012556.64
Curva N 3: D = 1145.92/400 Curva N 4: D = 1145.92/325
= 025153.28 = 033133.27
Curva N 5: D = 1145.92/ 700
= 013813.30
En la siguiente tabla se encuentran los valores de sobre elevacin mxima (e),
friccin lateral (f), Grados Mximos de Curvatura (D) y Radios Mnimos(R);
recomendados.
Tomado del Manual Centroamericano de Normas Para el Diseo Geomtrico de las CarreterasRegionales, Cap. N 5, Pg. 65.
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Peralte Mximo 4% PRadio (m) Grado de Radio
Velocidad deDiseo (Km. /hr)
Factor deFriccin mxima
Calculado Recomendado Curva Calculado 30 0.17 33.7 35 3244 30.8 40 0.17 60.0 60 1906 54.8 50 0.16 98.4 100 1128 89.3
60 0.15 149.2 150 724 135.0 70 0.14 214.3 215 520 192.9 80 0.14 280.0 280 405 252.0 90 0.13 375.2 375 304 335.7 100 0.12 492.1 490 220 437.4 110 0.11 635.2 635 148 560.4 120 0.09 872.2 870 119 755.9
Peralte Mximo 8% Pe
Radio (m) Grado de Radio
Velocidad de
Diseo (Km. /hr)
Factor de
Friccin mxima Calculado Recomendado Curva Calculado 30 0.17 28.3 30 3812 26.2 40 0.17 50.4 50 2255 46.7 50 0.16 82.0 80 1419 75.7 60 0.15 123.2 120 933 113.4 70 0.14 175.4 175 633 160.8 80 0.14 229.1 230 459 210.0 90 0.13 303.7 305 346 277.3 100 0.12 393.7 395 254 357.9 110 0.11 501.5 500 217 453.7 120 0.09 667.0 665 143 596.8
Tomado del Manual Centroamericano de Normas Para el Diseo Geomtrico de las Carreteras Regionales
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Sobreanchos en curvas:
Los sobreanchos se disean siempre en las curvas horizontales de radios
pequeos, combinados con carriles angostos, para facilitar las maniobras de losvehculos en forma eficiente, segura, cmoda y econmica. Los sobreanchos son
necesarios para acomodar la mayor curva que describe el eje trasero de un vehculo
pesado y para compensar la dificultad que enfrenta el conductor al tratar de ubicarse en
el centro del carril de circulacin. En las carreteras modernas que posen carriles de 3.65
metros de ancho como es en nuestro caso, la necesidad de sobreanchos en curvas ha
disminuido a pesar de las velocidades, aunque tal necesidad se mantiene para otras
condiciones de la va.
Para establecer el sobreancho en curvas debe tomarse en cuenta las siguientes
consideraciones:
a) En curvas circulares sin transicin, el sobreancho total debe aplicarse en la parte
interior de la calzada.
b) Cuando existen curvas de transicin, el sobreancho se divide igualmente entre el
borde interno y externo de la curva, aunque tambin se puede aplicar totalmente
en la parte interior de la calzada.
c) El ancho extra debe efectuarse sobre la longitud total de transicin y siempre
debe desarrollarse en proporcin uniforme. Los cambios en el ancho
normalmente pueden efectuarse en longitudes comprendidas entre 30 y 60mt.
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100
Una de las expresiones ms utilizadas para calcular el sobreancho en las curvas
horizontales es la siguiente:
S = n {R-(R
2
L
2
)
1/2
} + 0.10 V/R
1/2
Donde: S = Valor sobreancho en metros.
n = Nmero de carriles de la superficie de rodamiento
L = Longitud entre el eje frontal y el eje posterior del vehculo de diseo.
R = Radio de curvatura en metros.
V = Velocidad de diseo de la carretera, en Km. /hr.
Los sobreanchos del siguiente cuadro, son los utilizados en el diseo geomtrico
de carreteras.
Sobreancho en curvas de carreteras de cuatro carriles.
Ancho CalzadaRadio de curva
mt 50 60 70 80 90 100 110 50 60 70 80 90 100 1101500 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 0.8 0.8
1000 0.0 0.0 0.2 0.2 0.2 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.8 0.8 0.8 1.0750 0.0 0.0 0.2 0.2 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 1.0 1.0 1.2500 0.4 0.6 0.6 0.8 0.8 1.0 1.0 1.0 1.2 1.2 1.4 1.4 1.6 1.6400 0.6 0.6 0.8 0.8 1.0 1.0 1.2 1.2 1.4 1.4 1.6 1.6300 0.6 0.8 0.8 1.0 1.0 1.2 1.4 1.4 1.6 1.6250 0.8 1.0 1.0 1.2 1.4 1.6 1.6 1.8200 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2150 1.4 1.6 2.0 2.2140 1.4 1.6 2.0 2.2130 1.4 1.6 2.0 2.2120 1.4 1.6 2.0 2.2110 1.4 2.0
100 1.6 2.290 1.6 2.280 2.0 2.670 2.2 2.8
Velocidad de Diseo Velocidad de Diseo7.30 metros 6.60 metros
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CUADRO RESUMEN DEL ALINEAMIENTO HORIZONTA
DIST. PUNTO ESTACION RUMBO
PI - PI G R LC C
0+000 0+000
P.C.H. 1 0+155.47
288.49 P.I.H. 1 0+288.49 N2840'53"E 25 0154'35.42" 600.00 261.80 20.00
P.T.H. 1 0+411.57
P.C.H. 2 2+258.12
2206.42 P.I.H. 2 2+494.91 N0359'40"E 33 0125'56.64" 800.00 460.00 20.00
P.T.H. 2 2+712.53P.C.H. 3 3+183.84
796.11 P.I.H. 3 3+291.02 N2833'07"W 30 0251'53.28" 400.00 209.44 20.00
P.T.H. 3 3+393.84
P.C.H. 4 3+548.21
515.71 P.I.H. 4 3+806.73 N0104'40"E 77 0331'33.27" 325.00 436.76 20.00
P.T.H. 4 3+980.85
P.C. H. 5 4+143.34
485.39 P.I.H. 5 4+292.12 N7535'46"W 24 0138'13.30" 700.00 293.21 20.00
P.T.H. 5 4+437.22
1267.88 5+560.00 5+560.00
D A T O S DE C U R V A
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96
Desviacin de los Estndares :
Por lo general en el diseo se deben observar los estndares y se debe exceder los
estndares mnimos. Sin embargo, en casos aislados donde otros controles plantean unarestriccin severa en la aplicacin de estndares mnimos, se podra tolerar una
geometra horizontal con estndares inferiores al requerido, dnde no hay evidencia de
ninguna deficiencia geomtrica indicada por el registro de accidentes. En esos casos,
las curvas deben tener radios y sobre elevaciones correspondientes a velocidades que
son menores a la velocidad de diseo normalmente en no ms de 10Km/hr., y en ningn
caso menores en ms de 20Km/hr.; al evaluar las implicaciones del uso de curvas con
estndares inferiores a lo requerido el diseador deber observar los siguientes
principios:
Curvas horizontales con estndares inferiores son potencialmente peligrosas que
los valores lmites estn basados en valores de friccin lateral y velocidades de
diseo, por lo tanto, condiciones al borde de los lmites ocurren frecuentemente.
Curvas horizontales con estndares inferiores no deben ser introducidas
adyacentes a las reas donde las velocidades podran ser mayores que las
velocidades indicadas en las sealizaciones de la carretera o mayores que la
velocidad de diseo; por ejemplo despus de tangentes largas al fondo de una
bajada.
Tomado del Estudio de Factibilidad Tcnica-Econmica y Diseo Geomtrico Final del AMSS.
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103
El uso del radio mnimo tambin debe ser evitado donde sea posible, ya que esto
representa la condicin lmite.
No se debe introducir una curva brusca al final de una tangente larga.
Se debe evitar cambios sbitos desde un radio largo hasta un radio corto.
Al final una seccin con tangente larga, se debe introducir una transicin de
radio gradualmente decreciente para permitir al conductor ajustar su velocidad a
la nueva condicin.
No se debe introducir curvas bruscas en rellenos altos, en ausencia de objetos
fsicos por encima de la calzada, un conductor podra equivocarse al adaptarse a
esta condicin.
Se debe usar espirales en vez de curvas circulares compuestas donde sea posible.
Se debe evitar un cambio abrupto en la alineacin, cuando curvas en direcciones
contrarias estn muy cerca una de otra, es difcil suministrarlas adecuadamente
con una sobre elevacin, resultando en conduccin peligrosa y errtica. Un
cambio de alineacin puede ser adecuadamente diseado introduciendo espirales
contiguas de suficiente longitud entre dos curvas circulares.
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104
Donde sea necesario cambiar los anchos de medianas y hombros, se debe usar
estrechamientos curvilneos en vez de tangentes, para asegurar estrechamientos
graduales suaves que le parezca una transicin natural al conductor.
Las curvas horizontales deben preceder a las curvas verticales.
Para la propuesta en estudio se obvio la desviacin de los estndares ; ya que,
todos los elementos que forman el alineamiento horizontal se disearon de acuerdo a
criterios y parmetros superiores a los mnimos de diseo, tomando como base el
Manual Centroamericano de Normas para el Diseo Geomtrico de las Carreteras
Regionales.
5.3.2 ALINEAMIENTO VERTICAL
El alineamiento vertical de una carretera est ligada estrechamente y depende de
la configuracin topogrfica del terreno donde se localice la obra. Se compone de lneas
rectas y de lneas curvas, tal cual se vera el eje longitudinal del camino en el plano
vertical, identificndose en este las pendientes ascendentes con signo positivo (+), y las
pendientes descendentes con signo negativo (-), expresadas usualmente en porcentajes.
Aparte de las consideraciones estticas, costos de construccin, comodidad y economa
en los costos de operacin de los vehculos, siempre deben tomarse en cuenta los
siguientes factores:
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105
Visibilidad y Accidentabilidad.
Composicin del trnsito.
Relacin entre la velocidad y sus engranajes de cambio en la operacindel vehculo.
Pendientes Mximas:
Son las pendientes mximas estndares que pueden ser utilizadas para el diseo
de carreteras rurales, carreteras urbanas y autopistas; se muestran en los siguientes
cuadros.
Pendiente Mxima (Porcentaje) Para Carreteras Rurales
Volumen de trfico
VelocidadDe diseo
Km./hr
TPDA>4000VDH>600
TPDA3000-4000
VDH450-600
TPDA2000-3000
VDH300-450
TPDA1000-2000
VDH150-300
TPDA400-1000
VDH60-150
TPDA
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106
Pendiente Mxima (Porcentaje) Para Carreteras Urbanas
Volumen de Trfico
Velocidadde DiseoKm. /hr
TPDA>6000VDH>600
TPDA3000-6000
VDH300-600
TPDA2000-3000
VDH200-300
TPDA1000-2000
VDH100-200
TPDA
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107
Suelos.
Costos.
Bienes races e inmuebles.
Donde sea posible, es aconsejable usar valores para pendientes que sean menores
que los indicados en las tablas. Alternativamente, podra haber situaciones donde los
valores mximos deben ser excedidos. Esto debe hacerse con una evaluacin cuidadosa
de todas las implicaciones indicadas anteriormente.
La pendiente de las carreteras ya construidas tienen una influencia muy relevante
en la operacin de los vehculos que circulan por ellas, en los automviles, las
pendientes de subida hasta 5 %, no tienen influencia apreciable en su velocidad, cuando
se compara con las correspondientes a terreno plano. En pendientes de subida mayores,
la velocidad decrece progresivamente y en las bajadas estos vehculos livianos sufren
un pequeo aumento.
En vehculos pesados, la influencia de las pendientes es bastante significativas
por el atraso que produce a otros vehculos, especialmente en carreteras con alto
significativo volmenes de trnsito, ya que la velocidad de estos vehculos se reduce
tanto en subida como en bajada.
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108
Reduccin de Velocidad de vehculos Pesados en Pendientes Ascendentes.
Pendiente (%) Reduccin de Velocidad Km. /hr Longitud (m)3.5 40 10005 50 700
7 50 4008 50 3009 50 300
Carriles Lentos Para Camiones en cuestas:
La longitud crtica de la pendiente es aquella combinacin de porcentaje y
longitud de la pendiente que causar que un camin de diseo designado opere a una
velocidad mnima predeterminada. Una velocidad ms baja es considerada no aceptable
desde el punto de vista de seguridad y eficiencia operacional.
En el tramo en estudio no se disearon carriles lentos para transporte pesado, ya
que, el ancho de los carriles de trfico y hombros es suficiente para que los camiones en
una pendiente ascendente no interfiera, en la circulacin de los dems vehculos que
utilizarn la va.
Curvas Verticales:
La funcin de una curva vertical es suministrar una transicin suave entre
pendientes adyacentes.
En trminos generales existen curvas verticales en cresta convexas y en
columpio cncavas. Las primeras se disean de acuerdo a la ms amplia distancia de
Tomado del Manual Centroamericano de Normas Para el Diseo Geomtrico de las CarreterasRegionales
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109
visibilidad para la velocidad de diseo y las segundas conforme a la distancia que
alcanzan a iluminar los faros del vehculo de diseo. De aplicacin sencilla, las curvas
verticales deben contribuir a la esttica del trazado, ser confortables en su operacin yfacilitar las operaciones de drenaje de la carretera.
Para una curva determinada el factor K es una constante y es usada para designar
la magnitud de la curva, K es la longitud de una seccin de curva medida
horizontalmente sobre la cual existe un cambio de pendiente de 1%. K es por lo tanto
una medida de la suavidad de la curva, en la misma forma que el radio lo es en la curva
circular. Para curvas en cresta K es negativa, y para curvas en columpio K es positiva. K
es igual a L, la longitud de la curva medida horizontalmente dividida por el cambio de
pendientes a lo largo de la longitud de la curva.
En el alineamiento vertical de la propuesta se disearon cuatro curvas verticales;
una curva en cresta convexa y tres curvas en columpio cncavas, se describen a
continuacin.
Curva N 1 columpio: Curva N 2 cresta:
Est. PCV 2+987.51 Est. PCV 3+289.69
Est. PIV 3+115.31 Est. PIV 3+661.60
Est. PTV 3+243.11 Est. PTV 4+033.51
Pendientes ( +0.54 , +6.93) Pendientes ( +6.93 , -8.25)
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110
Curva N 3 columpios : Curva N 4 columpios :
Est. PCV 4+206.69 Est. PCV 4+562.71
Est. PIV 4+323.16 Est. PIV 4+615.31Est. PTV 4+439.63 Est. PTV 4+667.91
Pendientes ( -8.25, -1.00) Pendientes ( -1.00 , +1.63)
Distancia Mnima de Parada en Curvas Verticales en Cresta Convexa:
En el instante que un objeto es visible en una curva en cresta, la lnea desde el
ojo del conductor a la parte superior del objeto es tangencial a la curva. Para asegurar
que se tiene la distancia mnima de parada, la curva debe ser suficientemente plana de
tal manera que la distancia desde el conductor al objeto es por lo menos igual a la
distancia mnima de parada. El valor mnimo de K es por lo tanto una funcin de la
distancia mnima de parada, de la altura del ojo del conductor y de la altura del objeto
por encima del pavimento.
La altura del ojo del conductor por encima del pavimento depende del fsico del
conductor y del modelo del vehculo que maneje. Un estudio de vehculos indic que un
valor de 1.05mt era representativo en vehculos de pasajeros.
La razn ms comn por la cul un vehculo tiene que parar, es otro vehculo
delante de ste en la carretera y consiguientemente para la altura del objeto se adopta la
altura mnima legal de 0.38mt correspondiente a la luz trasera del vehculo.
Tomado del Estudio de Factibilidad Tcnica-Econmica y Diseo Geomtrico Final del AMSS.
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111
Donde la longitud de la curva (L) excede la distancia de visibilidad de parada
(S), el valor de K esta dado por la ecuacin:
K = S
2
.200 h1 (1+h2/h1)
2
Donde la distancia mnima de parada excede la longitud de la curva, el valor de
K sta dado por la ecuacin:
K = 25 - 200h1
(1+h2/h
1)2
G 2
G
Donde:
S = Distancia mnima de parada, la misma para curvas horizontales.
h1 = Altura del ojo del conductor (1.05mt).
h2 = Altura faros traseros del vehculo adelantado (0.38mt).
G= Cambio de pendientes.
Cuando se utiliza la distancia de adelantamiento como criterio de control para el
diseo, las longitudes de las curvas verticales en cresta resultan mayores que las
calculadas, lo que hace pensar que ste criterio de diseo conduce a una considerable
elevacin de los costos de construccin
Tomado del Manual Centroamericano de Normas Para el Diseo Geomtrico de las CarreterasRegionales
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112
Para el diseo de la curva vertical en cresta no se utilizo el parmetro de
distancia de adelantamiento por lo descrito en el prrafo anterior; utilizndose solamente
el criterio de distancia mnima de parada igual a 140m para una velocidad de diseo de80Km/h. En el siguiente cuadro se muestran los valores de la distancia mnima de
parada y el factor K de diseo para curvas verticales en cresta.
Control de diseo de curvas verticales en cresta.
Velocidad dediseo
Velocidad demarcha Km. /h
Distancia deparada
p/diseo (m)
Tasa decurvatura K
Distanciamnima de
adelantamiento
Tasa decurvatura K
30 30-30 30-30 3-3 217 5040 40-40 45-45 5-5 285 9050 47-50 60-65 9-10 345 13060 55-60 75-85 14-18 407 18070 67-70 95-110 22-31 482 25080 70-80 115-140 32-49 541 31090 77-90 130-170 43-71 605 390100 85-100 160-205 62-105 670 480
110 91-110 180-245 80-151 728 570
Distancia Mnima de Parada en Curvas Verticales en Columpio:
El criterio para determinar el factor K en este tipo de curvas verticales, se basa en
la distancia que es iluminada por los faros delanteros del vehculo. El valor de K esta
dado por la ecuacin:
K = S .
200 (h + S tan )
Donde:
S = distancia de visibilidad iluminada por los faros del vehculo, mt.
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= Angulo de divergencia de los rayos de Luz (1).
h = Altura de los faros (0.60mt).
La distancia mnima de parada en curvas verticales en columpio ser igual a170m para velocidad de diseo de 90Km/h, y 140 para velocidad de diseo de 80Km/h.
Mostrndose el valor de diseo del factor K y la distancia mnima de parada para las
velocidades antes descritas.
Control de diseo para curvas verticales en columpio.
Velocidad dediseo
Rangovelocidad de
marcha
Coeficiente defriccin
Val. DVPmayores
Val. DVPmenores
Factor K dediseo
30 30-30 0.40 30 30 4-440 40-40 0.38 45 45 8-850 47-50 0.35 60 65 11-1260 55-60 0.33 75 85 15-1870 63-70 0.31 95 110 20-2580 70-80 0.30 115 140 25-3290 77-90 0.30 130 170 30-40100 85-100 0.29 160 205 37-51110 91-110 0.28 180 245 43-62
Drenaje:
Donde se usan secciones sin cordones y donde el drenaje se efecta por medio de
zanjas laterales, no hay valores lmites mnimos para pendientes, ni valores lmites
mximos para curvas verticales.
En secciones con cordones donde las aguas pluviales drenan longitudinalmente
en cunetas y son recogidas por tragantes colectoras, el alineamiento vertical es afectado
por requerimientos de drenaje. Las pendientes mnimas se mencionan en el siguiente
cuadro y son las mismas para el alineamiento horizontal.
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PendienteElementos de Diseo
Mnima Conveniente Mnima AbsolutaCarretera con cordn 0.5% 0.3%Carretera con un cordn un
bombeo suficiente0.5% 0.0%
Cunetas no revestidas 0.5% 0.1%
En curvas cresta y columpio suaves, las aguas pluviales podran fluir tan
lentamente como para desbordarse sobre los carriles adyacentes. Si la curva es lo
suficientemente abrupta como para que la pendiente mnima de 0.3% sea obtenida en un
punto aproximadamente a 15mt de la cresta. Esto corresponde a un valor de K de 50mt.
Donde se usa una cresta con un valor de K mayor a 50mt, se debe prestar atencin
especial para asegurar el drenaje apropiado del pavimento cerca de la cspide de la
curva.
Para curvas verticales en columpio se aplica el mismo criterio que para curvas en
crestas, es decir, la pendiente mnima de 0.3% es obtenida dentro de 15mt del punto
horizontal. Para una curva en columpio con un valor de K mayor a 50mt, se requiere
atencin especial. Las curvas verticales en columpio normalmente ocurren en secciones
de relleno. En general las curvas en columpio se deben evitar en secciones de corte ya
que frecuentemente presentan problemas de drenaje.
Longitud Mnima de Curva:
Curvas aplicadas a cambios pequeos de pendientes deben tener valores de K
significativos mayores que los mnimos mostrados en las tablas. La longitud mnima en
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metros no debe ser menor que la velocidad de diseo en kilmetros por hora. La
frmula para calcularla es la siguiente.
L = K G
L = Distancia mnima de curva.
K = Factor de diseo.
G = Diferencia algebraica de pendientes.
Las longitudes de las diferentes curvas verticales se presentan en el siguiente
cuadro calculadas por la frmula anterior.
LONGITUD DE CURVAS.
(Criterio distancia de visibilidad de parada)
Curvas P1 % P2 % G Kmax. D.V.P. L (m)1 0.54 6.93 6.39 40 170 255.62 6.93 -8.25 15.18 49 140 743.823 -8.25 -1.00 7.25 32 140 232.944 -1.00 1.63 2.63 40 170 105.20
Desviacin de los Estndares y Criterios de Diseo:
Curvas verticales con menos de la distancia mnima de parada son peligrosas
solamente si los supuestos sobre las que se basaron los correspondientes valores
mnimos de curvatura son aplicables. La AASHTO presenta algunos parmetros muy
valiosos en torno al diseo del alineamiento vertical de las carreteras y a continuacin se
presentan.
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Las curvas verticales en columpio deben evitarse en secciones en corte, a menos
que existan facilidades para la soluciones al drenaje.
En pendientes largas, puede ser preferible colocar las pendientes mayores al pie
de la pendiente y aliviarlas hacia el final , alternativamente intercalar
pendientes suaves por cortas distancias para facilitar el ascenso.
En tangentes deberan generalmente evitarse, particularmente en curvas en
columpio donde la visin de la carretera puede ser desagradable al usuario.
Para la propuesta en estudio se obvio la desviacin de los estndares ; ya que,
todos los elementos que forman el alineamiento vertical se disearon de acuerdo a
criterios y parmetros superiores a los mnimos de diseo, tomando como base el
Manual Centroamericano de Normas para el Diseo Geomtrico de las Carreteras
Regionales.
CUADRO RESUMEN DEL ALINEAMIENTO VERTICAL.
ESTACION PENDIENTE L. C. V. TANGENTE CORRECCIOIN SUBRASANTE
0+000 93.85 93.850+040 93.06 93.060+080 93.28 93.28
0+120 93.50 93.500+160 93.71 93.710+200 93.93 93.930+240 94.14 94.140+280 94.54 94.540+320 94.57 94.570+360 94.79 94.790+400 +0.54 95.00 95.00
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ESTACION PENDIENTE L. C. V. TANGENTE CORRECCIOIN SUBRASANTE
0+440 95.22 95.220+480 95.44 95.440+520 95.65 95.650+560 95.87 95.870+600 96.08 96.080+640 96.30 96.300+680 96.51 96.510+720 96.73 96.730+760 96.89 96.890+800 97.16 97.160+840 97.38 97.380+880 97.59 97.590+920 97.81 97.810+960 98.02 98.02
1+000 +0.54 98.24 98.241+040 98.45 98.451+080 98.67 98.671+120 98.88 98.881+160 99.10 99.101+200 99.31 99.311+240 99.53 99.531+280 99.74 99.741+320 99.96 99.961+360 100.18 100.181+400 100.39 100.391+440 100.61 100.61
1+480 100.82 100.821+520 101.04 101.041+560 101.25 101.251+600 +0.54 101.47 101.471+640 101.68 101.681+680 101.90 101.901+720 102.12 102.121+760 102.33 102.331+800 102.55 102.551+840 102.76 102.761+880 102.98 102.981+920 103.19 103.191+960 103.35 103.352+000 +0.54 103.62 103.622+040 103.84 103.842+080 104.05 104.052+120 104.27 104.272+260 104.49 104.492+200 104.70 104.702+240 104.92 104.92
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ESTACION PENDIENTE L. C. V. TANGENTE CORRECCIOIN SUBRASANTE
2+280 105.13 105.132+320 105.35 105.352+360 105.56 105.562+400 105.78 105.782+440 105.99 105.992+480 106.21 106.212+520 +0.54 106.43 106.432+560 106.64 106.642+600 106.86 106.862+640 107.07 107.072+680 107.28 107.282+720 107.50 107.502+760 107.72 107.722+800 107.93 107.93
2+840 108.15 108.152+880 108.36 108.362+920 108.58 108.582+960 108.80 108.80PCV
2+987.51108.95 108.95
3+000 108.97 109.033+040 109.17 0.75 109.923+080 +0.54 109.44 1.40 110.84PIV
3+115.31255.60 109.63 2.04 111.67
3+120 +6.93 109.89 2.15 112.04
3+160 112.73 1.33 114.063+200 115.50 0.53 116.033+240 116.91 0.22 117.13PTV
3+243.11118.48 118.48
3+280 121.04 121.04PCV
3+289.69121.69 121.69
3+320 123.81 -0.084 123.723+360 126.58 -0.508 126.073+400 129.35 -1.27 128.013+440 132.12 -2.30 129.823+480 134.89 -3.67 131.223+520 137.67 -5.51 132.163+560 140.43 -7.49 132.943+600 143.21 -9.891 133.323+640 +6.93 145.98 -12.43 133.54PIV
3+661.60743.82 147.47 -14.13 133.34
3+680 -8.25 145.96 -12.72 133.24
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ESTACION PENDIENTE L. C. V. TANGENTE CORRECCIOIN SUBRASANTE
3+720 142.66 -10.03 132.673+760 139.35 -7.63 131.723+800 136.05 -5.51 130.543+840 132.75 -3.82 128.933+880 129.46 -2.40 127.063+920 126.15 -1.27 124.883+960 122.85 -0.56 122.284+000 119.55 -0.14 119.41PTV
4+033.51116.79 116.79
4+040 -8.25 116.26 116.264+080 112.96 112.964+120 109.65 109.654+160 107.18 107.18
4+200 103.06 103.06PCV4+206.69
102.50 102.50
4+240 99.76 0.17 99.344+280 96.46 0.83 97.294+320 -8.25 93.16 1.997 95.15PIV
4+323.16323.94 92.89 2.11 95.00
4+360 -1.00 92.53 0.986 93.524+400 92.13 0.24 92.37PTV
4+439.6391.72 91.72
4+440 91.73 91.734+480 91.33 91.334+520 90.88 90.884+560 90.53 90.53
PCV4+562.71
90.53 90.53
4+600 -1.00 90.13 0.24 90.37PIV
4+615.31105.20 89.97 0.35 90.32
4+640 90.38 0.18 90.56PTV
4+667.91
90.82 90.82
4+680 91.03 91.034+720 91.68 91.684+760 92.33 92.334+800 92.98 92.984+840 93.63 93.634+880 94.28 94.284+920 94.94 94.94
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ESTACION PENDIENTE L. C. V. TANGENTE CORRECCIOIN SUBRASANTE
4+960 95.59 95.595+000 +1.63 96.24 96.245+040 96.89 96.895+080 97.54 97.545+120 98.19 98.195+160 98.84 98.845+200 99.48 99.485+240 100.15 100.155+280 100.80 100.805+320 101.45 101.455+360 101.94 101.945+400 102.75 102.755+440 103.40 103.405+480 104.06 104.06
5+520 +1.63 104.70 104.705+560 105.37 105.37
5.3.3 SECCIONES TIPICAS.
La seccin transversal de una carretera, es la vista de un plano vertical
perpendicular al alineamiento horizontal. Es normalmente ilustrada en la direccin del
kilometraje ascendente.
Se consideran solamente los elementos visibles de la seccin transversal.
Adems de proporcionar seguridad, se debe considerar las caractersticas operativas del
trnsito, la esttica, los patrones de velocidad, capacidad y niveles de servicio de la
carretera, estas se obtendrn a cada 40mts. Los elementos que componen la seccin
transversal, son descritos a continuacin, estando ilustrados en el plano ST-01.
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121
Carretera: Se refiere al derecho de va, en nuestro caso es de 40mts.
Plataforma: Refirindose a los elementos destinados para uso vehicular,
incluyendo los hombros; con una longitud transversal de 11.40mts.
Rodaje: Es la parte destinado al uso vehicular, excluyendo los hombros, Lt
= 7.30mts.
Carril de Trfico: Es la unidad de medida transversal, para la circulacin de
una sola fila de vehculos, Lt = 3.65mts.
Hombros: Estn destinados para paradas de emergencia y desplazamiento de
vehculos de emergencia solamente, Lt Ext.=2.5mts y Lt int. = 1.10mts.
Mediana: Es el rea que lateralmente separa los carriles que conducen
trfico en direcciones opuestas, Lt = 6.00mts.
Cuneta de Drenaje: Se ubica adyacente al hombro en seccin de corte, con
la finalidad de controlar y conducir las aguas pluviales.
Bombeo: Sirve para drenar el agua pluvial de los carriles a las cunetas de
drenaje, generalmente comienza en el eje de la carretera hacia los lados de
sta. S = 2%.
5.3.4 TERRACERA.
Las terracerias se pueden definir como los volmenes de materiales que se
extraen o que sirven de relleno para la construccin de una va terrestre; la extraccin
puede hacerse a lo largo de la lnea de la obra y si este volumen se usa para la
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122
construccin de los terraplenes o los rellenos, se dice que se tienen terracerias
compensadas, por el contrario el volumen que no se usa se conoce como desperdicio.
Con el alineamiento horizontal y vertical definidos, se procedi con el clculo de
los volmenes y movimientos de terracerias, para lo cual se tom en cuenta la
representacin grafica de las secciones transversales que contienen los datos propios del
diseo geomtrico. Para poder determinar el rea de las secciones transversales se
empleo el mtodo de las reas promedio.
Una vez que se dibujaron las secciones transversales de construccin, se
obtuvieron las reas de cada seccin por medio de la computadora y de ah se calcularon
los volmenes de corte o relleno por medio de la expresin siguiente:
V = L x (A1+ A2)/2
En donde:
V = Volumen de corte o terrapln.
L = longitud existente entre cada seccin transversal.
A1 = rea de la seccin transversal anterior.
A2 = rea de la seccin transversal posterior.
Luego de obtener los volmenes de corte y de terrapln se debe aplicar un factor
de abundamiento que modifica los volmenes de corte al ser removidos de su estado de
reposo, siendo esencial conocer ese dato por medio de los estudios de suelos
correspondientes para emplearlo a la hora de compensar los volmenes de terrapln con
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123
los volmenes de corte. Dicho factor puede oscilar desde un 20 a un 30% y depende del
tipo de material en anlisis. En los siguientes cuadros se muestran los resultados de los
clculos de los volmenes de terracera.
CUADRO RESUMEN DE TERRACERIA.
ESTACIONELEVACIOTERRENO
NATURAL
SUBRASANTE
VOLUMEN DECORTE Mt3
VOLUMEN DERELLENO Mt3
0+000 93.85 93.85
0+040 93.01 93.06 16.250+080 93.18 93.28 25.000+120 93.34 93.50 36.600+160 93.51 93.71 61.400+200 93.67 93.93 165.200+240 93.84 94.14 268.200+280 94.00 94.54 428.000+320 94.17 94.57 485.600+360 94.33 94.79 434.800+400 94.50 95.00 528.200+440 94.66 95.22 751.800+480 94.82 95.44 752.200+520 95.00 95.65 591.000+560 95.15 95.87 600.600+600 95.32 96.08 648.000+640 95.48 96.30 713.400+680 95.65 96.51 770.400+720 95.81 97.73 817.000+760 95.44 96.89 1144.000+800 96.14 97.16 124.800+840 96.35 97.38 977.400+880 96.47 97.59 1035.400+920 96.63 97.81 993.40
0+960 96.80 98.02 1062.201+000 96.96 98.24 1244.801+040 97.13 98.45 1289.001+080 97.29 98.67 1347.201+120 97.46 98.88 1395.201+160 97.62 99.10 1452.601+200 97.79 99.31 1547.001+240 97.95 99.53 1601.001+280 98.12 99.74 1619.80
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ESTACION
ELEVACIOTERRENO
NATURAL
SUBRASANTE
VOLUMEN DECORTE Mt3
VOLUMEN DERELLENO Mt3
1+320 98.28 99.96 1669.601+360 98.45 100.18 1747.80
1+400 98.61 100.39 1805.401+440 98.78 100.61 1860.601+480 98.94 100.82 1883.401+520 99.11 101.04 1953.401+560 99.27 101.25 257.401+600 99.43 101.47 2121.001+640 99.60 101.68 2178.601+680 99.76 101.90 2224.601+720 99.93 102.12 2278.201+760 100.10 102.33 2341.601+800 100.49 102.55 2276.401+840 100.80 102.76 2120.801+880 101.11 102.98 2000.001+920 101.42 103.19 1894.401+960 101.65 103.35 1807.802+000 102.04 103.62 1723.802+040 102.35 103.84 1592.802+080 102.66 104.05 1514.002+120 102.98 104.27 1353.402+260 103.29 104.49 1244.602+200 103.60 104.70 1134.002+240 103.99 104.92 951.802+280 104.23 105.13 838.80
2+320 104.54 105.35 819.602+360 104.85 105.56 730.802+400 105.16 105.78 623.002+440 105.47 105.99 512.602+480 105.78 106.21 403.602+520 106.09 106.43 299.002+560 106.41 106.64 126.80 244.402+600 106.72 106.86 170.40 185.602+640 107.03 107.07 225.80 129.602+680 107.34 107.28 290.80 82.802+720 107.65 107.50 314.402+760 107.96 107.72 391.60
2+800 108.28 107.93 553.402+840 108.58 108.15 671.402+880 108.90 108.36 780.802+920 109.21 108.58 893.602+960 109.52 108.80 997.203+000 109.83 109.03 1096.803+040 109.92 109.92 682.003+080 109.92 110.84 135.54 406.06
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ESTACION
ELEVACIOTERRENO
NATURAL
SUBRASANTE
VOLUMEN DECORTE Mt3
VOLUMEN DERELLENO Mt3
3+120 109.91 112.04 1521.803+160 110.00 114.06 3340.60
3+200 112.00 116.03 4479.003+240 114.40 117.13 3740.603+280 116.85 121.04 3861.603+320 119.54 123.72 3101.603+360 122.87 126.07 885.20 1970.803+400 125.87 128.01 1238.00 1463.203+440 128.73 129.82 1566.803+480 133.58 131.22 5925.603+520 139.19 132.16 9962.803+560 141.98 132.94 12705.203+600 144.45 133.32 17545.203+640 146.78 133.54 19206.403+680 149.93 133.24 19280.803+720 150.10 132.67 19710.603+760 149.92 131.72 20595.203+800 149.81 130.54 25853.003+840 149.87 128.93 23459.803+880 149.85 127.06 25506.203+920 150.03 124.88 27852.003+960 149.84 122.28 30600.604+000 141.70 119.41 29676.204+040 137.89 116.26 27364.804+080 134.19 112.95 26120.60
4+120 130.28 109.65 25057.804+160 120.47 107.18 20814.004+200 112.67 103.06 13902.804+240 102.52 99.34 4320.00 1854.004+280 95.55 97.29 3538.604+320 90.42 95.15 6555.804+360 88.07 95.00 7381.604+400 86.17 92.37 6942.804+440 85.67 91.73 4307.254+480 82.23 91.33 6441.254+520 89.49 90.88 1389.204+560 89.72 90.53 1064.80
4+600 90.27 90.37 112.80 740.404+640 90.71 90.56 242.804+680 91.18 91.03 385.204+720 91.80 91.68 289.604+760 92.53 92.33 415.004+800 93.14 92.98 436.80
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ESTACION
ELEVACIOTERRENO
NATURAL
SUBRASANTE
VOLUMEN DECORTE Mt3
VOLUMEN DERELLENO Mt3
4+840 93.67 93.63 344.604+880 94.03 94.28 189.60
4+920 94.59 94.94 115.20 172.004+960 95.26 95.59 170.405+000 95.27 96.24 121.205+040 96.12 96.89 687.005+080 96.87 97.54 627.205+120 97.21 98.19 754.205+160 97.94 98.84 888.205+200 98.17 99.48 1056.605+240 98.87 100.15 1280.605+280 99.19 100.80 1466.005+320 99.82 101.45 1092.805+360 100.46 101.94 1005.405+400 101.74 102.75 1228.005+440 102.72 103.40 788.005+480 103.45 104.06 568.605+520 104.79 104.70 321.605+560 106.72 105.37 1462.89
TOTAL 420,796.23 M3 147,739.81 M3
5.3.5 CURVA MASA.
Es una grfica dibujada en ejes cartesianos, cuyas abscisas representan el
cadenamiento de la lnea y cuyas ordenadas representan los volmenes de excavacin
relleno, segn sea la curva ascendente descendente.
Es un mtodo grfico que permite determinar la distribucin econmica de los
volmenes excavados, y calcular el costo para llevar a cabo dicha distribucin. Cuando
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el trazo esta obligado, ste mtodo no es de utilidad. Obligan el trazo: niveles al cruzar
poblaciones, estructuras del camino, o cuando por economa se localiza la ruta sobre
algn camino antiguo.
Cuando no esta obligado el proyecto, se pueden compensar rellenos y
excavaciones, siendo el nico impedimento la calidad de los materiales.
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CURVA MASA DEL TRAMO EN ESTUDIO
ELEVACIONES AREAS A1 + A2 SEMI VOLUMEN V.ABUNDADOS EST.
Tnatural Srasante Corte Relleno Corte Relleno DIST Corte(+) Relleno(-) C x 1.2 R x 1.2 C
0+000 93.85 93.85
0+040 93.01 93.06 0.53 0.53 20.00 10.60 12.72 0+080 93.18 93.28 0.70 1.23 20.00 24.60 29.52 0+120 93.34 93.50 0.98 2.21 20.00 44.20 53.04 0+160 93.51 93.71 2.09 4.30 20.00 86.00 103.20 0+200 93.67 93.93 6.17 10.47 20.00 209.40 251.28 0+240 93.84 94.14 7.24 17.71 20.00 354.20 425.04 0+280 94.00 94.54 14.16 31.87 20.00 637.40 764.88
0+320 94.17 94.57 10.12 41.99 20.00 839.80 1007.76 0+360 94.33 94.79 11.62 53.61 20.00 1072.20 1286.64 0+400 94.50 95.00 14.79 68.40 20.00 1368.00 1641.60 0+440 94.66 95.22 22.80 91.20 20.00 1824.00 2188.80 0+480 94.82 95.44 14.81 106.01 20.00 2120.20 2544.24 0+520 95.00 95.65 14.74 120.75 20.00 2415.00 2898.00 0+560 95.15 95.87 15.29 136.04 20.00 2720.80 3264.96 0+600 95.32 96.08 17.11 153.15 20.00 3063.00 3675.60 0+640 95.48 96.30 18.56 171.71 20.00 3434.20 4121.04 0+680 95.65 96.51 19.96 191.67 20.00 3833.40 4600.08 0+720 95.81 97.73 20.89 212.56 20.00 4251.20 5101.44 0+760 95.44 96.89 36.31 248.87 20.00 4977.40 5972.88 0+800 96.14 97.16 23.93 272.80 20.00 5456.00 6547.20 0+840 96.35 97.38 24.94 297.74 20.00 5954.80 7145.76 0+880 96.47 97.59 26.83 324.57 20.00 6491.40 7789.68
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ELEVACIONES AREAS A1 + A2 VOLUMEN V.ABUNDADOS EST.
Tnatural Srasante Corte Relleno Corte Relleno
SEMIDIST. Corte(+) Relleno(-) C x 1.2 R x 1.2 C
5+560 106.72 105.37 44.33 52.37 20.00 1047.40 1256.88
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5.3.6 LOCALIZACIN DE RECURSOS DISPONIBLES.
Enesta etapase identificaron, para la ruta seleccionada aquellas formacionesgeolgicas que ofrezcan ventajas en cuanto a volumen, calidad y ubicacin, adems se
especificaran los ensayos de laboratorio necesarios y adecuados, que se debern realizar
en la etapa del diseo final para obtener las propiedades de las mismas.
A continuacin se describen los bancos de prstamo que pueden ser explotados
para este proyecto, que en la mayora de los casos corresponden a los bancos
mencionados en el documento de Diseo Final de Ingeniera Reconstruccin de la
Carretera Agua Salada Guascoran.
Algunos de ellos siguen siendo explotados, sin embargo, el volumen que
conservan se considera suficiente para satisfacer las necesidades del caso. Estos
materiales a emplear son los siguientes:
ARENA Y GRAVA.
Bien es sabido que en la zona Oriental, los bancos de este tipo de material son
bastante escasos y mayormente estn focalizados en la laguna de Aramuaca jurisdiccin
de San Miguel entre los kilmetros 149 a 150de la carretera Panamericana, adems de
que la calidad de estos materiales no es la adecuada y que este proceso deteriora el
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entorno de la laguna se considera que el volumen que puede proporcionar es superior a
los 100, 000 m3.
Desde luego y si por razones ecolgicas no es posible la explotacin de este
banco, se puede recurrir a los diferentes ros de la zona como el ro grande de San
Miguel aunque esto no es recomendado.
BANCOS DE PIEDRA.
Alguno de los bancos de materiales de piedra se encuentran en propiedad de la
Direccin General de Caminos, el cual esta ubicado en la ciudad de San Miguel. Esta
constituida por andesitas y puede alcanzar un volumen aproximado a los 100,000 m3. Se
le puede utilizar tanto para concreto hidrulico como para asfltico.
El que se encuentra en el cerro Santa Anita, en el cantn del mismo nombre,
ms o menos en el kilmetro 151 de la ruta militar, con un volumen superior a los
200,000 m3. Se puede usar tanto para concreto hidrulico como para concreto asfltico,
as como para la sub-base, estabilizaciones y mejoramiento de la sub-rasante.
ALUVIONES.
Estos materiales se pueden encontrar en las mrgenes del ro grande de San
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Miguel, donde es atravesado por el puente Urbina, pudindose observar aluviones de
diversos tamaos y clases. No obstante su continua explotacin, posee un volumen
aproximado a los 20,000 m3. Puede ser empleado para elaborar pavimento hidrulico ypavimento asfltico.
MATERIAL SELECTO.
Para estos materiales se pueden contar con los bancos que se localizan sobre la
ruta militar, a la altura del cantn Hato Nuevo, donde existe material de granulometra
fina a media mezclada con fragmentos de tamao variado, que pudiera alcanzar un
volumen aproximado de 300,000 m3.
De igual manera en este sitio existe un depsito compuesto por tobas pomicticas,
de granulometra fina a media con inclusiones de partculas de pmez, con volumen de
alrededor de 40,000 m3, que puede ser empleado como material de compactacin,
mejoramiento de la sub-rasante y en estabilizaciones.
5.3.7 SEALIZACION VIAL.3
Son los dispositivos del trnsito constituidos por los elementos fsicos que se
utilizan en la regulacin del trnsito. Sirven para que el pblico usuario, guindose por
sus indicaciones se comporte con correccin y seguridad en las vas y de sta manera,
3 http://www.costaricaweb.com/general/sealizacin.htm
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se consiga disminuir el nmero de accidentes y expeditar el trnsito.
La sealizacin sirve para; advertir al pblico usuario la existencia de posiblespeligros, indicar en forma concisa ciertas disposiciones legales, ayudar a los peatones a
atravesar las vas, determinar el derecho de paso de las corrientes de vehculos y el
sentido de las carreteras.
El diseo y la apariencia exterior de los dispositivos de sealizacin son de
mucha importancia en el desarrollo de su funcin para lograr una mejor visualizacin y
comprensin del mensaje, se combinan los tamaos y colores de las seales, de forma
tal que las mismas puedan ser divisadas desde lejos e interpretadas por cualquier
persona sin importar su preparacin. Los dispositivos de sealizacin estn clasificados
en:
1. Sealizacin Vertical.
2. Marcas Sobre el Pavimento.
1. Sealizacin Vertical.
Dentro de la sealizacin vertical tenemos:
a. Seales de Prevencin:Las seales de prevencin son las que indican proximidad, tienen forma cuadrada y
esquinas redondeadas, fondo color amarillo, leyenda y bordes color negro y dentro de
stas tenemos:
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1. Curvas pronunciadas.
2. Curvas peligrosas.
3. Tipo de intersecciones.4. Bifurcaciones, en T Y.
5. Puentes angostos.
6. Zona escolar.
7. Cruce de ferrocarril.
8. Cruce de peatones.
9. Cruce de animales en la va, etc.
b. Seales de Reglamentacin:Las seales de reglamentacin indican una restriccin, son de forma rectangular con
algunas excepciones en la parte superior llevan un disco color rojo, si dicho disco esta
cruzado por una barra del mismo color, la restriccin consiste en una prohibicin
completa el fondo de stas seales es de color blanco, la leyenda y los bordes son de
color negro. Forman parte de la sealizacin vertical, dentro de stas tenemos:
a. Seal de ALTO, su forma es rectangular.
b. Seal de CEDA EL PASO, su forma es triangular.
c. Seal de FIN DE VELOCIDAD RESTRINGIDA, NO SOBRE PASAR, su
forma es rectangular. etc.
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d. Seales de Informacin:Sirven para indicar cambios de direccin, proximidad a poblaciones sitios importantes,
distancias, nombre de poblaciones lugares de inters al lado de la carretera,proximidad de hospitales, telfonos, estaciones de gasolina, etc. Son de diferentes
formas con fondo de color verde y letras de color blanco. Forman parte de la
sealizacin vertical.
Todo tipo de seal vertical debe de estar, por lo menos a 2.00mt separado del hombro
exterior y 50.00mt antes del inicio de las curvas horizontales y verticales del lugar
que se sealizar.
2. Marcas Sobre el Pavimento:Se utilizan para regular el trnsito, pueden ser usadas solas como complemento de
otros dispositivos, tales como semforos, sealizacin vertical. Dentro de stas tenemos.
a. Lneas de Centro:Su propsito principal es el de organizar el trnsito en zonas muy peligrosas de
mucho congestionamiento. A pesar de su nombre, no siempre estn ubicadas en el
centro de la carretera, pues en donde existen variaciones en el ancho del pavimento, se
encuentran recargadas hacia un lado de la misma. En las carreteras rurales, es una lnea
segmentada al centro bien continua, cuando exista visibilidad limitada peligrosamente
por las condiciones topogrficas. Son de color blanco.
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b. Lneas de Barrera: Son de color amarillo y su forma es continua. Se utiliza en zonas
en las que NO SE PERMITEN LOS ADELANTAMIENTOS y en todos aquellos sitios
de las carreteras en donde la visibilidad a cualquier otra condicin as lo recomiende.Pueden estar ubicadas; en un solo lada de la lnea de centro, a ambos lados de la lnea
de centro y a continuacin de la lnea de centro. En las curvas verticales y horizontales
stas lneas significan no sobrepasar por falta de velocidad.
c. Lneas de Borde de Pavimento: Su color es blanco y su forma es continua. Se usa
para evitar el paso de vehculos pesados por los hombros de la carretera, que
generalmente tienen una capacidad estructural menor que la del pavimento central.
Constituyen una excelente gua automovilstica, durante la noche y en tiempos
lluviosos.
d. Marcas de Giro y Canalizaciones: Su color es blanco con una figura en forma de
flecha y se coloca para guiar a los conductores que desean dar vueltas en una
interseccin. Son muy tiles como orientadores en una isleta y para superar las vas de
giro de las principales.
e. Cruce de Peatones y Zona de Seguridad: Las primeras se colocan transversalmente
sobre la carretera su forma es continua; las segundas se demarcan con lneas
transversales entre las lneas de cruce de peatones. Su presencia indica la afluencia de
muchas personas en esa va, ambas son de color blanco.
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5.3.8 DISEO DE INTERSECCIONES.
Se denomina interseccin al rea donde dos ms carreteras se interceptan, yasea unindolas o simplemente cruzndose. A cada va que sale o llega a una
interseccin se la puede identificar como ramal o acceso de la interseccin.
Existen varios tipos de intersecciones a nivel, dentro de stas tenemos:
a. Intersecciones convencionales al mismo nivel.
b. Intersecciones canalizadas.
c. Intersecciones controladas por semforos.
d. Rotondas intersecciones giratorias.
La eleccin del tipo de interseccin es clave en el diseo de las carreteras, ya
que estas condicionan ampliamente la capacidad de la red, la seguridad de su
funcionamiento y la integracin de la carretera en el medio en que se localiza.
Para nuestro caso el tipo de interseccin que se utilizar es el mencionado en el
literal d, por ser la que ms se adapta a las necesidades del diseo geomtrico del
tramo en estudio. Por encontrarse stas en el rea semi urbana de la ciudad;
constituyendo as una forma econmica y flexible para dar solucin al movimiento de
trnsito, ver detalle en plano ST 01.
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Dentro de las ventajas que justifican el uso de este tipo de intersecciones a nivel,
en los puntos donde se intercepta el tramo en estudio tenemos:
Marcar la transicin entre distintos tipos de flujos vehiculares urbanos e
interurbanos, al conseguir la reduccin de la velocidad de entrada y salida
del trnsito en los diferentes accesos.
En la rotonda, los vehculos deben transitar a una velocidad uniforme para
incorporarse, entrecruzarse y salir de la corriente de trnsito, sin serios tener
conflictos.
Desde el punto de vista de su localizacin, ofrece ventajas de visibilidad a los
conductores, garantizando una visin segura en sus aproximaciones y dentro
de la isla central.
Permiten todo tipo de maniobras, convirtindolas en un movimiento de
trnsito ordenado y continuo, de un solo sentido.
Ofrecen soluciones de bajo costo relativo, en cuanto a construccin y
mantenimiento se refiere.
Permiten mayor fluidez del transporte pesado.
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Para el diseo de la rotonda en la interseccin formada por el tramo en estudio
con la carretera Panamericana CA-1(Est. 0+000) y la carretera Ruta Militar CA-7(Est.
5+562); los parmetros de diseo se tomaron del siguiente cuadro.
Componentes de la Rotonda.
Descripcin Valores RecomendadosAncho de entrada (e) 4 15 mMitad del ancho de acceso (v) 2 - 7.3 mPromedio de longitud efectiva deensanchamiento (1)
1 - 100 m
Amplitud de ensanchamiento (S) 0 - 2.9 mRadio de entrada (r) 6 - 100 mAngulo de entrada () 10 - 60Dimetro del circulo inscrito (D) 15 - 100 mVehculo de diseo WB 19 (L) 19.81 mSobre elevacin 4% - 10%
Ancho de giro recomendado para rotondas entre cunetas, g, para vehculos pesados.
Diametro del circulo
inscrito, f California mnimo Bus mnimo
91.40 6.60 5.20
85.30 6.60 5.20
79.20 6.90 5.20
73.20 7.00 5.30
67.10 7.30 5.30
61.00 7.60 5.50
57.90 7.80 5.50
54.90 8.10 5.6051.80 8.40 5.80
48.80 8.70 5.80
45.70 9.10 5.90
42.70 9.60 6.10
39.60 10.20 6.20
36.60 11.10 6.40
33.50 12.30 6.70
Vehiculo de diseo
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5.3.9 PRESUPUESTO DEL PROYECTO.
Para poder elaborar el presupuesto del proyecto en estudio, se emple lametodologa basada en los costos ndice, comn en estudios preliminares como este.
Para determinar los costos ndice, se identificaron las partidas ms significativas
y represe