capitulo ii_nociones de diseño geometrico_cap 4.3.ppt [modo de compatibilidad]

4.3. DISEÑO DEL TRAZADO EN ALZADO4.3. DISEÑO DEL TRAZADO EN ALZADO

4.3.1. 4.3.1. NOMENCLATURANOMENCLATURA

4.3.2. 4.3.2. COMBINACIONESCOMBINACIONES

4.3.3. 4.3.3. FACTORES QUE CONTROLAN EL FACTORES QUE CONTROLAN EL

NOCIONES DE DISEÑO GEOMETRICO CAPITULO II

4.3.3. 4.3.3. FACTORES QUE CONTROLAN EL FACTORES QUE CONTROLAN EL ALINEAMIENTO VERTICALALINEAMIENTO VERTICAL

4.3.4.4.3.4. INCLINACION DE LAS RASANTESINCLINACION DE LAS RASANTES

4.3.5.4.3.5. ENLACES DE RASANTESENLACES DE RASANTES

4.3.6.4.3.6. DRENAJE EN CURVAS VERTICALESDRENAJE EN CURVAS VERTICALES

4.3. DISEÑO DEL TRAZADO EN ALZADO4.3. DISEÑO DEL TRAZADO EN ALZADO

4.3.7. 4.3.7. VERIFICACIÓN DISTANCIA DE VERIFICACIÓN DISTANCIA DE VISIBILIDADVISIBILIDAD..


VISIBILIDADVISIBILIDAD..

4.3.8. 4.3.8. FACTORES Y CONSIDERACIONES FACTORES Y CONSIDERACIONES ESPECIALES PARA EL ALINEAMIENTO ESPECIALES PARA EL ALINEAMIENTO VERTICALVERTICAL..

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44..33.. DISEÑODISEÑO DELDEL TRAZADOTRAZADO ENEN ALZADOALZADO

44..33..11.. NOMENCLATURANOMENCLATURA..


44..33..22 COMBINACIONESCOMBINACIONES




ll Categoría del camino.Categoría del camino.ll Velocidad considerada para:Velocidad considerada para:

44..33..33 FACTORESFACTORES QUEQUE CONTROLANCONTROLAN ELEL ALINEAMIENTOALINEAMIENTOVERTICALVERTICAL

ll Distancia de frenadoDistancia de frenadoll Distancia de adelantamientoDistancia de adelantamiento

ll Topografía.Topografía.ll Alineamiento horizontal.Alineamiento horizontal.ll Seguridad.Seguridad.


ll Costo de construcción.Costo de construcción.ll Medio ambiente.Medio ambiente.

44..33..33 FACTORESFACTORES QUEQUE CONTROLANCONTROLAN ELEL ALINEAMIENTOALINEAMIENTOVERTICALVERTICAL

ll Valores estéticos.Valores estéticos.ll Drenaje.Drenaje.ll Longitud máxima de pendientes.Longitud máxima de pendientes.ll Estructuras existentes.Estructuras existentes.ll Cotas urbanas.Cotas urbanas.




44..33..44 INCLINACIONINCLINACION DEDE LASLAS RASANTESRASANTESPendientesPendientes MáximasMáximas..

2/%)%(% piq +=

SeSe debedebe verificarverificar queque lala LíneaLínea dede MáximaMáximaPendientePendiente nono superesupere loslos valoresvalores dede pendientependientemáximamáxima..


PendientesPendientes MáximasMáximas..

EnEn caminocamino dede altaalta montaña,montaña, cuandocuando sesesuperansuperan loslos 25002500 mm sobresobre elel nivelnivel deldel mar,mar, lalapendientependiente máximamáxima deberádeberá limitarselimitarse segúnsegún::

44..33..44 INCLINACIONINCLINACION DEDE LASLAS RASANTESRASANTES

pendientependiente máximamáxima deberádeberá limitarselimitarse segúnsegún::




Pendientes Mínimas.Pendientes Mínimas.

•• Es deseable proveer una pendiente Es deseable proveer una pendiente longitudinal mínima del orden de 0,5%.longitudinal mínima del orden de 0,5%.


longitudinal mínima del orden de 0,5%.longitudinal mínima del orden de 0,5%.

•• Si la calzada posee un bombeo de 2% y no Si la calzada posee un bombeo de 2% y no existen soleras o cunetas, se aceptará un existen soleras o cunetas, se aceptará un valor mínimo de 0,2%. Si el bombeo es 2,5%, valor mínimo de 0,2%. Si el bombeo es 2,5%, la pendiente podrá ser nula.la pendiente podrá ser nula.


Pendientes Mínimas.Pendientes Mínimas.

•• Si existen soleras la pendiente no debe ser Si existen soleras la pendiente no debe ser menor que 0,5% y la mínima absoluta será menor que 0,5% y la mínima absoluta será


menor que 0,5% y la mínima absoluta será menor que 0,5% y la mínima absoluta será 0,35%.0,35%.

•• En zonas de transición de peralte en la que la En zonas de transición de peralte en la que la pendiente transversal se anula, la pendiente pendiente transversal se anula, la pendiente longitudinal deberá ser mayor que 0,5%longitudinal deberá ser mayor que 0,5%




Longitud de Pendientes.Longitud de Pendientes.

•• Pendientes de hasta 6% afectan Pendientes de hasta 6% afectan marginalmente la velocidad de operación de marginalmente la velocidad de operación de


marginalmente la velocidad de operación de marginalmente la velocidad de operación de la gran mayoría de los automóviles. En el la gran mayoría de los automóviles. En el caso de los camiones sobre un 3% causan caso de los camiones sobre un 3% causan reducciones significativas de la velocidad de reducciones significativas de la velocidad de operación, a medida que la longitud en operación, a medida que la longitud en pendiente aumenta, esto afecta la velocidad pendiente aumenta, esto afecta la velocidad de operación de los vehículos.de operación de los vehículos.


Longitud Crítica en Pendiente.Longitud Crítica en Pendiente.

•• Corresponde a la longitud máxima que puede Corresponde a la longitud máxima que puede tener una pendiente de magnitud dada, si se tener una pendiente de magnitud dada, si se


tener una pendiente de magnitud dada, si se tener una pendiente de magnitud dada, si se desea evitar que la velocidad de operación de desea evitar que la velocidad de operación de los camiones disminuya en más de “X” km/h.los camiones disminuya en más de “X” km/h.




Recomendaciones MOPRecomendaciones MOP

•• Máxima pérdida de velocidad 24 km/h en Máxima pérdida de velocidad 24 km/h en túneles y 40 km/h en campo abierto.túneles y 40 km/h en campo abierto.


túneles y 40 km/h en campo abierto.túneles y 40 km/h en campo abierto.

•• Si en caminos bidireccionales donde no Si en caminos bidireccionales donde no existe visibilidad para adelantar, se producen existe visibilidad para adelantar, se producen descensos sobre los mínimos, se debe descensos sobre los mínimos, se debe realizar un análisis técnico económico a fin de realizar un análisis técnico económico a fin de establecer la factibilidad de proyectar pistas establecer la factibilidad de proyectar pistas auxiliares.auxiliares.


iiradianes −=⇒ θ

44..33..55 ENLACESENLACES DEDE RASANTESRASANTES

••Toda vez que el ángulo de deflexión entre dos Toda vez que el ángulo de deflexión entre dos rasantes es igual o mayor que rasantes es igual o mayor que 0,5% = 0.005 m/m, 0,5% = 0.005 m/m, se deberá proyectar una curva vertical de enlace.se deberá proyectar una curva vertical de enlace.

21 iiradianes −=⇒ θ

••La curva a utilizar en el enlace de rasantes será La curva a utilizar en el enlace de rasantes será una parábola de segundo grado, que se una parábola de segundo grado, que se caracteriza por presentar una variación constante caracteriza por presentar una variación constante de la tangente a lo largo del desarrollo.de la tangente a lo largo del desarrollo.





==El cálculo teórico de la curva de enlace se hace El cálculo teórico de la curva de enlace se hace en base a la curva circular, que en la práctica es en base a la curva circular, que en la práctica es muy semejante a la parábola.muy semejante a la parábola.

T2KRLv =θ⋅=θ⋅=⇒==El proyecto y replanteo se ejecuta en base a la El proyecto y replanteo se ejecuta en base a la parábola. parábola.

Lv: Desarrollo de la curva vertical de enlaceLv: Desarrollo de la curva vertical de enlaceK: Parámetro parábola de segundo gradoK: Parámetro parábola de segundo grado2T: proyección horizontal de las tangentes a la curva de2T: proyección horizontal de las tangentes a la curva de

enlaceenlace


33..55 ENLACESENLACES DEDE RASANTESRASANTES




••Criterios de DiseñoCriterios de Diseño

Las curvas verticales deben asegurar en todo punto del camino la Visibilidad de Parada,


punto del camino la Visibilidad de Parada, para calzadas bidireccionales o unidireccionales.

En calzadas bidireccionales, el proyectista podrá diseñar curvas de enlace por criterio de visibilidad de adelantamiento, con lo que asegura la visibilidad de parada.


CriteriosCriterios dede DiseñoDiseño

En curvas verticales del tipo 1 y 3 la Visibilidad deParada corresponde a la de un vehículo circulando a


V* en rasante horizontal, pues la maniobra se ejecutaparte en subida y parte en bajada, compensándose elefecto de las pendientes. Pero, en curvas del tipo 2 y 4se adopta la distancia de visibilidad corregida, o bieneligiendo el parámetro de la curva verticalcorrespondiente a V*+5[kmh].




CURVAS VERTICALES CONVEXASCURVAS VERTICALES CONVEXAS

CURVAS VERTICALES CONCAVASCURVAS VERTICALES CONCAVAS


Parámetros mínimos por Visibilidad de ParadaParámetros mínimos por Visibilidad de ParadaCurva Convexa.Curva Convexa.


( )(m)

48,4Dp

Khh2

DpK

2

v221

2

v =⇒+⋅

=

Kv = Parámetro Curva Vertical ConvexaKv = Parámetro Curva Vertical Convexah1 = 1.20 (m) Ojo conductorh1 = 1.20 (m) Ojo conductorh2 = 0.20 (m) Obstáculo fijoh2 = 0.20 (m) Obstáculo fijoDp = Distancia de Parada f(V*)[m]Dp = Distancia de Parada f(V*)[m]




Parámetros mínimos por Visibilidad de ParadaParámetros mínimos por Visibilidad de ParadaCurva Cóncava.Curva Cóncava.


( ) (m) Dp035.02.1

DpK

senDph2Dp

K2

c

2

c +=⇒

β⋅+⋅=

h = 0.6 (m) Alturo focos del vehículoh = 0.6 (m) Alturo focos del vehículob = 1b = 1°° Angulo de abertura del haz luminoso c/r al ejeAngulo de abertura del haz luminoso c/r al ejeDp = Distancia de Parada f (Vp[m])*Dp = Distancia de Parada f (Vp[m])** Se considera que de noche los usuarios no superan Vp






Casos especialesCasos especiales•• Curvas Cóncavas bajo zonas con Curvas Cóncavas bajo zonas con

Iluminación ArtificialIluminación ArtificialLa condición de visibilidad de parada nocturna, La condición de visibilidad de parada nocturna,


89,3V

K

a96,12V

K

2

ci

r

2

ci

=⇒

⋅=

]s/m[3,0a 2r =

podrá ser reemplazada por la condición de podrá ser reemplazada por la condición de comodidad (aceleración radial máxima comodidad (aceleración radial máxima aceptable).aceptable).


( )( )43

2

ce hh4c8Dv

K+−

=

Casos especiales Casos especiales Curvas Cóncavas Bajos EstructurasCurvas Cóncavas Bajos Estructuras


( )( )43 hh4c8 +−

c : luz libre entre el punto más bajo de la estructura c : luz libre entre el punto más bajo de la estructura y la rasante, usar c y la rasante, usar c ≥≥ 3[m]3[m]

h3 : altura ojos del conductor del camión = 2,5[m]h3 : altura ojos del conductor del camión = 2,5[m]h4 : altura luces traseras del vehículo que viene en h4 : altura luces traseras del vehículo que viene en

sentido contrario = 0,45[m]sentido contrario = 0,45[m]






)/()( 2 hkmVpmT >

Longitud Mínima de Curvas VerticalesLongitud Mínima de Curvas Verticales

Por condición de comodidad y estética:Por condición de comodidad y estética:


)/()( 2 hkmVpmT >

θ=θ= /Vp/T2K mínimo

En caso de que la combinación parámetro En caso de que la combinación parámetro mínimo ángulo de deflexión mínimo ángulo de deflexión θθ no cumple con no cumple con la condición de desarrollo mínimo anterior, la condición de desarrollo mínimo anterior, entonces:entonces:




ParámetrosParámetros mínimosmínimos porpor VisibilidadVisibilidad dedeAdelantamientoAdelantamiento

ðð SóloSólo parapara curvascurvas convexasconvexas..


( )(m)

2,9Da

K

)m( 20,1h)m( 10,1h

,hh2

DaK

2

a

2

12

21

2

a

=⇒

==

+⋅=


Vp [km/h] Ka mín [m]30 35040 630

Parámetro Mínimo Curva Vertical Convexa para asegurar Visibilidad de Parámetro Mínimo Curva Vertical Convexa para asegurar Visibilidad de AdelantamientoAdelantamiento


40 63050 98060 1490070 2100080 2720090 33900100 39100110 45900




44..33..66 DRENAJEDRENAJE ENEN CURVASCURVAS VERTICALESVERTICALES

EnEn curvascurvas verticalesverticales convexasconvexas yy cóncavascóncavas concon KK >>60006000 m,m, sese generagenera unauna zona,zona, enen lala cúspidecúspide oo enen elelfondo,fondo, deldel ordenorden dede 3030 mm dede largo,largo, enen queque lalapendientependiente longitudinallongitudinal eses inferiorinferior aa loslos mínimosmínimos..pendientependiente longitudinallongitudinal eses inferiorinferior aa loslos mínimosmínimos..ParaPara garantizargarantizar elel escurrimientoescurrimiento dede laslas aguasaguassuperficiales,superficiales, ademásademás dede unun adecuadoadecuado bombeobombeo dedelala calzadacalzada sese deberádeberá proyectarproyectar cunetascunetas oosumiderossumideros..


44..33..77 VERIFICACIONVERIFICACION DISTANCIADISTANCIA DEDE VISIBILIDADVISIBILIDAD

ElEl métodométodo gráficográfico permitepermite verificarverificar laslas distanciasdistanciasdede visibilidadvisibilidad dede paradaparada yy adelantamientoadelantamiento enencurvascurvas verticalesverticales convexasconvexas yy eses indispensableindispensableparapara determinardeterminar lala longitudlongitud dede laslas zonaszonas dedeparapara determinardeterminar lala longitudlongitud dede laslas zonaszonas dedeadelantamientoadelantamiento prohibidoprohibido yy consecuentementeconsecuentementeapreciarapreciar elel efectoefecto globalglobal dede éstaséstas sobresobre lala futurafuturaoperaciónoperación dede lala carreteracarretera..




VERIFICACIONVERIFICACION GRAFICAGRAFICA DEDE LALA VISIBILIDADVISIBILIDAD ENEN ALZADOALZADO


4.3.8 FACTORES Y CONSIDERACIONES ESPECIALES 4.3.8 FACTORES Y CONSIDERACIONES ESPECIALES PARA EL ALINEAMIENTO VERTICALPARA EL ALINEAMIENTO VERTICAL

••La rasante deberá estar compuesta por La rasante deberá estar compuesta por pendientes moderadas que presente variaciones pendientes moderadas que presente variaciones graduales de los alineamientos, compatibles con graduales de los alineamientos, compatibles con graduales de los alineamientos, compatibles con graduales de los alineamientos, compatibles con la categoría de la carretera y la topografía del la categoría de la carretera y la topografía del terreno.terreno.

••Pendientes de diverso sentido y/o magnitud en Pendientes de diverso sentido y/o magnitud en cortas longitudes genera numerosos quiebres, cortas longitudes genera numerosos quiebres, tipificando una situación indeseable.tipificando una situación indeseable.




••Puntos bajos en que se pierde la visibilidad sobre Puntos bajos en que se pierde la visibilidad sobre parte del trazado, seguido por tramos visibles, parte del trazado, seguido por tramos visibles, crean desconcierto en el usuario, y son causa de crean desconcierto en el usuario, y son causa de


crean desconcierto en el usuario, y son causa de crean desconcierto en el usuario, y son causa de accidentes por maniobras de adelantamiento.accidentes por maniobras de adelantamiento.

••En pendientes prolongadas resulta conveniente En pendientes prolongadas resulta conveniente diseñar una pendiente fuerte al inicio y suavizarla diseñar una pendiente fuerte al inicio y suavizarla hacia el final de la subida.hacia el final de la subida.


••Rasante de lomo QuebradoRasante de lomo Quebrado (“Broken Back (“Broken Back Curves”) deberán ser evitadas, pues se generan Curves”) deberán ser evitadas, pues se generan largos sectores con visibilidad restringida.largos sectores con visibilidad restringida.


largos sectores con visibilidad restringida.largos sectores con visibilidad restringida.

••Toboganes. La visibilidad resulta antiestética Toboganes. La visibilidad resulta antiestética creando falsas apreciaciones de distancia, creando falsas apreciaciones de distancia, curvatura, etc.curvatura, etc.




••En intersecciones la mínima pendiente posible En intersecciones la mínima pendiente posible será de será de ±± 3%3%


••Pistas auxiliaresPistas auxiliares. En pendientes que superan la . En pendientes que superan la longitud crítica deseable para la categoría de la longitud crítica deseable para la categoría de la carretera en proyecto, se deberá analizar la carretera en proyecto, se deberá analizar la factibilidad de incluir estas pistas para el tránsito factibilidad de incluir estas pistas para el tránsito lento o para el tránsito rápido.lento o para el tránsito rápido.


PISTAS AUXILIARESPISTAS AUXILIARES

••En Caminos Bidireccionales las Pistas Auxiliares En Caminos Bidireccionales las Pistas Auxiliares se diseñarán para los Vehículos Lentos (camiones se diseñarán para los Vehículos Lentos (camiones y buses), produciendo el ensanche de la calzada y buses), produciendo el ensanche de la calzada por el lado derecho de la vía.por el lado derecho de la vía.por el lado derecho de la vía.por el lado derecho de la vía.

••En Carreteras Unidireccionales las Pistas En Carreteras Unidireccionales las Pistas Auxiliares se diseñarán para los Vehículos Auxiliares se diseñarán para los Vehículos Rápidos, produciendo el ensanche hacia la Rápidos, produciendo el ensanche hacia la Mediana.Mediana.




LechosLechos dede FrenadoFrenado.. EnEn pendientespendientes dede bajada,bajada,largaslargas yy pronunciadas,pronunciadas, eses convenienteconveniente disponerdisponerdede estasestas pistaspistas dede emergenciaemergencia..


dede estasestas pistaspistas dede emergenciaemergencia..


•• Rasantes asociadas a EstructurasRasantes asociadas a Estructuras

•• Gálibo VerticalGálibo Vertical


•• Gálibo VerticalGálibo Vertical

•• Curvas Cóncavas bajo EstructurasCurvas Cóncavas bajo Estructuras

•• Rasante en PuentesRasante en Puentes

•• Rasante sobre Líneas de F.F.C.C.Rasante sobre Líneas de F.F.C.C.




••“HIDDEN DIPS”“HIDDEN DIPS” (Rasante Oculta)(Rasante Oculta)..


••Miradores y Áreas de Recreo.Miradores y Áreas de Recreo.



capitulo ii_nociones de diseño geometrico_cap 4.3.ppt [modo de compatibilidad]

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