El alineamiento horizontal es la proyeccin del eje de la va sobre un plano horizontal y est compuesto por rectas y curvas horizontales; las rectas se caracterizan por su longitud y direccin; los cambios de direccin de las rectas se suavizan con las curvas horizontales, las cuales se caracterizan por su curvatura y su longitud.Controles y recomendaciones para el alineamiento horizontal:Adicionalmente a los parmetros numricos de diseo especificados en la normativa para el alineamiento horizontal, se debe estudiar un nmero de controles, los cuales no estn sujetos a demostraciones empricas o a frmulas matemticas, pero son muy importantes para lograr carreteras seguras y de flujo e transito suave y armonioso.Para evitar el diseo geomtrico que presenta vas inseguras e incomodas se deben usar los siguientes criterios generales:- El alineamiento debe ser tan directo como sea posible, ser consistente a los contornos de topografa que siguen una lnea de ceros, de acuerdo con la lnea de pendiente seleccionada.- En general el ngulo de deflexin para cada curva debe ser tan pequeo como sea posible, en la medida que las condiciones topogrficas lo permitan, teniendo en cuenta que las carreteras deben ser tan directas como sea posible.- El alineamiento tangente larga entre dos curvas del mismo sentido tiene un aspecto agradable, especialmente cuando no se alcanza a percibir las dos curvas horizontales.- Es necesario mediante sistemas de sealizacin horizontal y como medida de seguridad vial, separar la calzada de las bermas y los carriles entre s de acuerdo con la direccin del trnsito.Elementos que conforman el alineamiento horizontalLos elementos que conforman el alineamiento horizontal son: Alineamiento horizontal en rectas y Alineamiento horizontal en curvas.Se deben considerar los siguientes factores en el alineamiento horizontal Debe garantizar un manejo seguro, cmodo y con buena apariencia a los usuarios de la va. El diseo de las rectas debe considerar la visibilidad, el encandilamiento y la somnolencia. En las curvas debe tenerse en cuenta la visibilidad, la cual es menor que en las rectas. La aparicin de la fuerza centrfuga conlleva al uso del peralte y las curvas de transicin.1.) Alineamiento horizontal en rectas- Longitud mxima en rectas:La longitud de los trayectos en recta est limitada por las condiciones topogrficas. Sin embargo, en carreteras, no son recomendables trayectos en recta ms largos que los que puedan recorrerse en 90 segundos segn la velocidad de diseo, por los efectos siguientes:a.- Durante la noche, las luces contrarias demasiado prolongadas, retardan la acomodacin de los ojos, al pasar del claro al oscuro.b.- Durante el da, cuando el trnsito es escaso, la prolongada presencia de un vehculo que viene en sentido contrario, tiende a disminuir el estado de alerta que todo conductor asume cuando va a cruzarse con otro.c.- Tanto en trnsito diurno como en nocturno, la prolongada presencia de un vehculo que viene en sentido contrario, dificulta la estimacin de la distancia que separa ambos vehculos y la velocidad de aproximacin.De acuerdo a estos criterios resultan las distancias mximas que se anotan en la tabla siguiente: kph30405060708090100110120

m1000135016502000230026503000330036504000

- Longitud mnima en rectas. Se consideran varios casos:

a.- En el caso de curvas revertidas simples, la recta mnima entre ellas debe permitir el desarrollo de las transiciones de ambos peraltes. En el caso de que la longitud de dicha recta difiera en poco de la distancia exacta para la transicin del peralte, debe adoptarse una rata de transicin que se ajuste a la distancia de que se dispone, para que la rata de transicin de los bordes sea uniforme.

b.- Cuando las curvas revertidas tienen transiciones (Espirales) las curvas pueden ser exactamente revertidas. En el caso de que haya una distancia recta muy corta entre ambas espirales, debe adoptarse una rata de transicin, de modo que solamente haya un punto de inflexin entre ambas.c.- Cuando las curvas son del mismo sentido, la longitud de la recta entre 2 curvas consecutivas del mismo sentido con radio diferente, debe ser igual o mayor a la distancia recorrida en cinco segundos, segn la velocidad de diseo. Cuando geomtricamente no pueda cumplirse esta norma, debe sustituirse el tramo recto y las 2 curvas adyacentes, por una sola curva de mayor radio, simple o con transiciones.d.- La longitud mnima de recta entre el portal de un tnel y una curva horizontal, debe ser la equivalente al recorrido en 2,5 segundos segn la velocidad de diseo de la va, tanto si la curva horizontal est dentro o fuera del tnel.

2.-) Alineamiento horizontal en curvas

En su forma ms simplificada, el alineamiento en planta de una carretera consiste en una serie de tramos rectos (tangentes) conectados por curvas. Las curvas circulares son, entonces, los arcos de crculos que forman la proyeccin horizontal de las curvas empleadas para unir dos tangentes consecutivas.

Curvas horizontales circulares:- Curvas Horizontales Circulares Simples: Son aquellas curvas circulares que enlazan dos alineamientos rectos y que tienen un solo radio de curvatura. Una curva simple puede doblar hacia la derecha o hacia la izquierda.Una curva circular simple (CCS) est compuesta de los siguientes elementos:

ngulo de deflexin (): El que se forma con la prolongacin de uno de los alineamientos rectos y el siguiente. Puede ser a la izquierda o a la derecha segn si est medido en sentido anti-horario o a favor de las manecillas del reloj, respectivamente. Es igual al ngulo central subtendido por el arco ().

Subtangente (ST): Distancia desde el punto de interseccin de las tangentes (PI) -los alineamientos rectos tambin se conocen con el nombre de tangentes, si se trata del tramo recto que queda entre dos curvas se le llama entre tangencia- hasta cualquiera de los puntos de tangencia de la curva (PC o PT).

Radio (R): El de la circunferencia que describe el arco de la curva.

Cuerda larga (CL): Lnea recta que une al punto de tangencia donde comienza la curva (PC) y al punto de tangencia donde termina (PT).

Externa (E): Distancia desde el PI al punto medio de la curva sobre el arco.

Ordenada Media (M) o flecha (F): Distancia desde el punto medio de la curva hasta el punto medio de la cuerda larga.

)

Grado de curvatura (G): Corresponde al ngulo central subtendido por un arco o una cuerda unidad de determinada longitud, establecida como cuerda unidad (c) o arco unidad (s). Ver ms adelante para mayor informacin.

Longitud de la curva (L): Distancia desde el PC hasta el PT recorriendo el arco de la curva, o bien, una poligonal abierta formada por una sucesin de cuerdas rectas de una longitud relativamente corta. Ver ms adelante para mayor informacin.

- Curvas Horizontales Circulares Compuestas: Son aquellas curvas compuestas por dos o ms curvas contiguas que cruzan hacia el mismo sentido, y que poseen radios de curvaturas diferentes.- Curvas Horizontales Circulares Revertidas: Son aquellas curvas compuestas por dos o ms curvas contiguas que cruzan en sentido opuesto y tienen un punto de tangencia comn, siendo sus radios iguales o diferentes.Curvas horizontales de transicin:- Curvas Clotoides: Son curvas en forma de espiral cuya funcin es la de ofrecer una mejor transicin cuando se pasa de un tramo recto a un tramo curvo con radio definido. ste tipo de curva no posee radio definido.Ventajas del uso de la clotoide:- Es un espiral, es decir una curva cuya curvatura varia proporcionalmente con la longitud de su desarrollo, siendo cero al comienzo de la misma. Posee en razn de esta caracterstica, la propiedad de que un mvil que la recorra a velocidad constante experimenta una variacin uniforme de la aceleracin centrifuga.- La frmula de la clotoide es sencilla. Para cada uno de sus puntos, el producto del radio de curvatura, R, y de su longitud desde el origen a un punto es igual K2.- La magnitud K, llamada parmetro de la curva, es siempre constante para una misma clotoide.- Todas las clotoides tienen la misma forma pero difieren en su tamao.

Diseo de la geometra del alineamiento horizontal.Parmetros de diseo.Existen parmetros que influyen en el diseo de algunos elementos, en este caso en el diseo del alineamiento horizontal; estos parmetros son el peralte, el radio de curvatura y el factor de friccin lateral.Peralte: Se denomina peralte a la sobre elevacin de la parte exterior de un tramo de la carretera en curva con relacin a la parte interior del mismo. Con el fin de contrarrestar la accin de la fuerza centrfuga, las curvas horizontales deben ser peraltadas.Los trayectos en curva se consideran conjuntamente con el radio y la velocidad, ya que estos elementos estn interrelacionados por la presencia de la fuerza centrfuga, que aparece en dichos trayectos. Dicha fuerza se debe contrarrestar, parte con el peralte y parte con la friccin entre los cauchos del vehculo y el pavimento.Radio de curvatura: Se denomina radio de curvatura al valor con el cual se describe la trayectoria de una curva horizontal circular en un va. Para el diseo de toda curva horizontal circular, es necesario conocer o determinar el mnimo valor de radio de curvatura de diseo, para el caso requerido, de tal manera que se pueda disear un trazado que sea cmodo, seguro y eficaz.Factor friccin: Se refiere a la friccin que se genera en el contacto de los neumticos de los vehculos con el pavimento, el cual se toma en forma lateral, ya que ocurre en las curvas horizontales cuando los vehculos realizan el giro, y juega un papel importante en el diseo una curva horizontal.Sobreancho en las curvas:Cuando un vehculo circula por una curva horizontal, ocupa un ancho de calzada mayor que en la recta. Esto es debido a que por la rigidez y dimensiones del vehculo, sus ruedas traseras siguen una trayectoria distinta a la de las ruedas delanteras, ocasionando dificultad a los conductores para mantener su vehculo en el eje del carril de circulacin correspondiente.Con el propsito de que las condiciones de operacin de los vehculos en las curvas sean muy similares a las de la recta, la calzada en la curva debe ensancharse. A este aumento se denomina sobreancho (S) de la curva.es.slideshare.net/abicho/49444970-sobreanchoenlacurvaCoeficiente de friccin lateralEst determinado por numerosos factores, como estado de las superficies en contacto, velocidad del vehculo, presin de inflado etc. Sobre la determinacin de valores prcticos para diseo se han realizado innumerables pruebas por parte de diferentes organizaciones, las cuales han llegado a algunas conclusiones:- El coeficiente de friccin es bajo para velocidades altas.- Se adoptan los coeficientes de friccin lateral, dados en la tabla 3.3.2.5Velocidad especifica (km/h)Friccin lateral

300.180

400.172

500.164

600.157

700.149

800.141

900.133

1000.126

1100.118

1200.110

1300.100

1400.094

1500.087

html.rincondelvago.com/vas.htmlTransicin del peralte:Las longitudes de transicin, se consideran a partir del punto donde el borde exterior del pavimento comienza a levantarse, partiendo de un bombeo normal, hasta el punto donde se conforma el peralte total para cada curva, la longitud de transicin para terrenos ondulado, montaoso y escarpado corresponde a la longitud de la espiral ms la distancia requerida, de acuerdo con la pendiente de la rampa de peraltes, para levantar el borde externo del bombeo normal a la nivelacin con el eje. Para terrenos planos con uso de espirales cuyo radio y longitud sea alto, la longitud de transicin puede ser igual a la longitud de la espiral.

Alineamiento verticalEs la representacin del eje de la carretera, estudiada desde una vista lateral en el perfil longitudinal.El alineamiento vertical est formado por una serie de rectas enlazadas por arcos parablicos, a los que dichas rectas son tangentes. La inclinacin de las tangentes verticales y la longitud de las curvas dependen principalmente de la topografa de la zona, del alineamiento horizontal, de la visibilidad, de la velocidad del proyecto, de los costos de construccin, de los costos de operacin, del porcentaje de vehculos pesados y de su rendimiento en los ascensos.Curvas verticalesLas curvas verticales son las que enlazan dos tangentes consecutivas del alineamiento vertical, para que en su longitud se efecte el paso gradual de la pendiente de la tangente de entrada a la de la tangente de salida. Deben dar por resultado una va de operacin segura y confortable, apariencia agradable y con caractersticas de drenaje adecuadas. El punto comn de una tangente y una curva vertical en su origen se denomina PCV, y PTV al punto comn de la tangente y la curva al final de sta. Al punto de interseccin de dos tangentes consecutivas se le designa como PIV, y a la diferencia algebraica de pendientes en ese punto se le representa por la letra A.Tipos de curvas verticales

Las curvas verticales se pueden clasificar por su forma como curvas verticales cncavas y convexas y de acuerdo con la proporcin entre sus ramas que las forman como simtricas y asimtricas..

Elementos geomtricos de la curva vertical simtricaLa curva vertical simtrica est conformada por dos parbolas de igual longitud, que se unen en la proyeccin vertical del PIV. La curva vertical recomendada es la parbola cuadrtica, cuyos elementos principales y expresiones matemticas se incluyen a continuacin.

Donde: PCV: Principio de la curva vertical. PIV: Punto de interseccin de las tangentes verticales. PTV: Terminacin de la curva vertical. L: Longitud de la curva vertical, medida por su proyeccin horizontal, en metros.S1: Pendiente de la tangente de entrada, en porcentaje (%). S2: Pendiente de la tangente de salida, en porcentaje (%). A: Diferencia algebraica de pendientes, en porcentaje (%), o sea

E: Externa. Ordenada vertical desde el PIV a la curva, dada en metros, se determina as:

x: Distancia horizontal a cualquier punto de la curva desde el PCV o desde el PTV. y: Ordenada vertical en cualquier punto, tambin llamada correccin de la curva vertical, se calcula mediante la expresin:

Elementos geomtricos de la curva vertical asimtrica

La curva vertical asimtrica est conformada por dos parbolas de diferente longitud (L1, L2) que se unen en la proyeccin vertical del PIV.

Donde: PCV: Principio de la curva vertical. PIV: Punto de interseccin de las tangentes verticales. PTV: Terminacin de la curva vertical. S1: Pendiente de la tangente de entrada, en porcentaje (%). S2: Pendiente de la tangente de salida, en porcentaje (%). L1: Longitud de la primera rama, medida por su proyeccin horizontal, en metros. L2: Longitud de la segunda rama, medida por su proyeccin horizontal, en metros. L: Longitud de la curva vertical, medida por su proyeccin horizontal, en metros, se cumple: L = L1 + L2 y L1 L2. A: Diferencia algebraica de pendientes, en porcentaje (%), o sea:

E: Externa. Ordenada vertical desde el PIV a la curva, dada en metros, se determina as:

x1: Distancia horizontal a cualquier punto de la primera rama de la curva medida desde el PCV. x2: Distancia horizontal a cualquier punto de la segunda rama de la curva medida desde el PTV. y1: Ordenada vertical en cualquier punto de la primera rama medida desde el PCV, se calcula mediante la expresin:

y2: Ordenada vertical en cualquier punto de la primera rama medida desde el PTV, su ecuacin es:

Determinacin de la longitud de la curva vertical

Los criterios para la seleccin de la longitud de la curva vertical que a continuacin se indican son aplicables para las curvas simtricas y asimtricas y son los siguientes:

- Criterio de seguridad Establece una longitud mnima que debe tener la curva vertical para que en toda su trayectoria la distancia de visibilidad sea mayor o igual a la de parada (DP). Es pertinente manifestar que en algunos casos el nivel de servicio deseado puede obligar a disear curvas verticales que satisfagan la distancia de visibilidad de adelantamiento (Da).

- Criterio de operacin Establece una longitud mnima que debe tener la curva vertical para evitar al usuario la impresin de un cambio sbito de pendiente.

- Criterio de drenaje Establece una longitud mxima que puede tener la curva vertical para evitar que, por ser muy extensa, en su parte central resulte muy plana dificultndose el drenaje de la calzada.