estudio topografico
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“Rehabilitación del camino vecinal Ballenacocha –
Pichuicancha de 6+800 Km Caserío de Pichuicancha, Distrito
de Vilcabamba – Daniel Alcides Carrión - Pasco”
TECMINCO S.A.C.
ESTUDIO TOPOGRAFICO
GENERALIDADES
En los últimos años, el Perú atraviesa un período de recesión prácticamente de toda la
actividad económica del país. Las condiciones sociales de producción en general y
particularmente en las zonas rurales, se han visto sumamente afectadas por motivos de
interrupción de las vías y del deterioro de los accesos a las zonas productoras y poblaciones
rurales, que dependen fundamentalmente de las carreteras y caminos vecinales del ámbito
rural, pues por efecto multiplicador va deteriorando la calidad de vida de las poblaciones
rurales, con el alza incontrolable de tarifas y fletes, pérdidas de la producción agrícola,
agropecuaria, reducción de ingreso y empleo rural, incrementando la pobreza, etc. las que son
generadas por el deterioro de los caminos rurales.
Frente a este acontecimiento, la Municipalidad Distrital de Vilcabamba siguiendo su política
de gobierno local, en el marco de la lucha contra la pobreza, ha inyectado una partida
económica a fin de construir, mejorar y rehabilitar las Carreteras, que está orientado a las vías
más importantes del Departamento de Pasco, con la finalidad de mejorar la calidad de vida de
los habitantes de las zonas rurales, dando acceso a los grandes y medianos centros de
producción y consumo, buscando asimismo crear las condiciones para la reactivación de la
economía rural.
El siguiente estudio comprende los siguientes trabajos:
Obras provisionales
Movimiento de Tierras
Conformación de Terraplenes
Pavimentos
Obras de Arte
Flete Terrestre (Transporte)
Medidas de Prevención Educación Ambiental
Señalización y Seguridad Vial
OBJETIVO:
El objetivo del estudio es materializar en un proyecto, la rehabilitación y mejoramiento de una
vía de transporte que reúna las condiciones óptimas de transitabilidad y seguridad para los
usuarios del tránsito automotor, que propicie el desarrollo de los pueblos, el intercambio
comercial y el enlace directo de los pueblos de Pichuicancha, Ballenacocha, Pumapachupan,
“Rehabilitación del camino vecinal Ballenacocha –
Pichuicancha de 6+800 Km Caserío de Pichuicancha, Distrito
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Pampas, Chiuric, Quishuarcancha y Alpamarca, como también con las ciudades Pasco,
Carhuamayo, Junín, La Oroya, Lima, etc., en menor tiempo, constituyéndose por su ubicación
como carretera estratégica debido a la interconexión entre dos vías importante y los pueblos de
la Región Pasco.
La vía, una vez puesta en servicio permitirá la reducción en el precio de los fletes, gastos de
operación, mantenimiento del transporte liviano y pesado que opera en la zona, a la vez la
reducción de los tiempos de desplazamiento entre las poblaciones beneficiarias del proyecto.
Resumiendo, el objetivo del estudio es presentar un Proyecto para mejorar la transitabilidad de
la vía que une los Poblados de: Pichuicancha, Ballenacocha, Pumapachupan, Pampas, Chiuric,
Quishuarcancha, Alpamarca y Yanahuanca, a fin de garantizar la seguridad de los usuarios,
optimizando costos y tiempos en el transporte generando además beneficios económicos
colaterales.
Entre los principales beneficios tenemos:
Aumentar y mejorar el intercambio comercial
Propiciar la integración de los caseríos del área de influencia.
Ampliación de la frontera ganadera, agrícola e integración económica dentro del mercado local y regional.
Incremento de la producción y productividad, haciendo uso de la tecnología actual.
Reducción del tiempo y gastos de transporte entre los pueblos beneficiarios del Proyecto
Facilitar el abastecimiento de alimentos de primera necesidad; traslado de materiales y maquinarias.
Incremento de la actividad comercial entre los pueblos, posibilitando la compra y Venta de producción agrícola, ganadera e industrial.
UBICACIÓN DEL PROYECTO
El Proyecto materia del presente se ubica en:
Nombre del Proyecto :“REHABILITACION DEL CAMINO VECINAL BALLENACOCHA – PICHUICANCHA DE 6+800 KM CASERIO DE PICHUICANCHA, DISTRITO DE VILCABAMBA, PROVINCIA DANIEL CARRION – REGION PASCO”
Departamento : Pasco
Provincia : Daniel A. Carrión
Distrito : Vilcabamba
Localidades : Pichuicancha - Ballenacocha
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CARACTERISTICAS GENERALES DEL CAMINO
Perfil Longitudinal y Diseño de la Sub-rasante
- KM 00+000 AL 06+800
Este tramo presenta una topografía hondonada, taludes de corte a media ladera, sección corte cerrado no presenta, pero si sección en relleno. La pendiente máxima es de 12.80 % en ascenso en una longitud de 110 metros. Cuenta con un total de 105 PI’s.
SECCIONES TRANSVERSALES
Las secciones transversales verificadas de cada una de las estacas del eje se obtuvieron leyendo los ángulos de inclinación del terreno preliminarmente con el eclímetro pero posteriormente se ha sustituido con una estación total, tomando los puntos inclinadas con una distancia de 20 metros a cada lado del eje.
Para los IMDs proyectados y las velocidades directrices adoptadas, la sección transversal del camino cumple con las recomendaciones de las Normas para el Diseño de Caminos Vecinales.
El proyecto desarrollado plantea que la superficie de rodadura tenga un bombeo de 2% en los tramos en tangente.
A fin de contrarrestar la acción de la fuerza centrífuga, mejorar el drenaje superficial y otorgar mayor seguridad a los usuarios de la vía, las curvas horizontales deberán estar provistas del peralte respectivo. Sus valores estarán de acuerdo a lo estipulado en las Normas para el Diseño de Caminos Vecinales, se muestran en el Cuadro: Elementos de Curva.
El Talud en corte y en relleno es como se indica en los cuadros siguientes:
TALUDES DE CORTE
CLASE DE TERRENO TALUD (V:H)
ROCA FIJA 8:1
ROCA SUELTA 4:1
CONGLOMERADO CEMENTADOS 4:1
SUELOS CONSOLIDADOS COMPACTOS 4:1
CONGLOMERADOS COMUNES 3:1
TIERRA COMPACATA 2:1
TIERRA SUELTA 1:1
ARENA SUELTA 1:2
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TALUDES DE RELLENO
TIPO DE MATERIAL TALUD (V:H)
ENROCADO 1:1
SUELOS DIVERSOS COMPACTOS 1:1.5
ARENA COMPACTADA 1:2
Los Ángulos, Distancias y cota de terreno de cada punto (método de relleno de puntos),
han sido ingresados a un sistema computarizado, utilizando el programa Asistencia
Integral al Diseño de Carreteras. Las secciones transversales del terreno han sido
representadas gráficamente a una escala 1/200; el plano muestra la cota del terreno y
de la sub-rasante, taludes, así como las áreas de corte y relleno.
Características generales del tramo:
TRAMO DESCRIPCION CARACTERÍSTICAS
Pichuicancha
Superficie de rodadura 5.00 m.
Bermas 0.50 m.
Cunetas 0.50 m. x 0.30 m.
CARACTERISTICAS GENERALES DE LA VIA
A continuación se presentan las características geométricas de diseño:
Las características técnicas de diseño, han sido fijadas en concordancia con los términos
de referencia del contrato, normas para el diseño de caminos, manual ambiental para la
construcción, rehabilitación y/o mantenimientos de Caminos y las condiciones
Topográficas del tramo.
A continuación se presentan las características geométricas de diseño:
CLASIFICACIÓN SEGÚN LA JURISDICCION: SISTEMA VECINAL
CLASIFICACIÓN SEGÚN EL SERVICIO : TROCHA CARROZABLE
IMD : > 30 veh/día
VELOCIDAD DIRECTRIZ : VD= 15-30 km/h
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RADIO MINIMO : Radio mínimo = 3.70 m
Radio Excepcional = 8 m.
Radio mínimo en curva
Volteo = 3.70 m
PENDIENTE : Máxima Excepcional:
11.11%
PERALTE : En función del radio y a
la velocidad directriz.
o Mínimo : 2%
o Máximo : 8%
PLAZOLETAS DE CRUCE : Plazoletas de 3.00x5.00
mts.
CUNETAS :
Ancho (m) Profundidad (m) Zona (m)
0.70 0.50 Lluviosa
TALUD DE RELLENO : 1:1.5 (V:H)
TALUD DE CORTE : 2:1 (V:H) Material Suelto
4:1 (V:H) Roca Suelta
0.25:1 (V:H) Roca Fija
BOMBEO : 2%
ANCHO DE CALZADA : 5.00 m.
ANCHO SUP. RODADURA : 2.50 m
TRAZO Y DISEÑO GEOMETRICO
Generalidades
Los estudios definitivos tienen por objeto la localización definitiva del eje de la carretera
teniendo en cuenta las Normas Técnicas para Construcción de Caminos Vecinales, las
cuales nos dan los parámetros Técnicos necesarios para el trazado.
El trazo correspondiente a los tramos contractuales del proyecto, se ha efectuado
teniendo en cuenta que el movimiento de tierra sea mínimo de acuerdo a las
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pendientes máximas y mínimas, y trazando el eje de acuerdo a la topografía del
terreno.
Para la elaboración del trazo horizontal del eje, en la fijación de la Subrasante, en las
secciones transversales y en los levantamientos topográficos de quebradas, canteras,
botaderos y otros, se han empleado equipos de Ingeniería, tales como un equipo de
ESTACION TOTAL, GPS navegador, las mismas que permiten levantamientos rápidos
y precisos.
La información alcanzada en el presente documento, se refiere a las definiciones
geométricas del levantamiento topográfico de los tramos de caminos rurales a
construir, las mismas que han sido definidas en virtud a la información topográfica
obtenida del campo.
Método del Levantamiento Topográfico
Para realizar estos trabajos se utilizó el Método del trazo Directo, por ser este el método trabajable en gabinete.
El personal que se empleó en campo fue el siguiente:
01 Ing. Jefe de Brigada
01 Asistente
Brigada de Trazado :
01 Topógrafo trazador
03 Ayudantes
Brigada de Estacado :
01 Ayudante estacado
03 Ayudantes
Brigada de Seccionamiento:
01 Topógrafo seccionador
02 Ayudantes
Brigada de Nivelación :
01 Topógrafo nivelador
01 Ayudante
Los siguientes temas forman parte del estudio topográfico y geométrico realizado en el tramo en estudio.
Trazo del Eje
La ejecución del tramo se realizó teniendo en cuenta los términos de referencia; y hasta
donde han sido posibles las siguientes normas:
Normas para el diseño de caminos vecinales.
El Manual de Diseño Geométrico de Carreteras, DG – 99, aprobado con la Resolución
Ministerial Nº 029 de febrero del 2000.
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A Policy Geometric Design of Highways and Streets 1994. AASHTO.
El trazo del nuevo eje de la Carretera Vecinal se ha efectuado siguiendo en lo posible, la
pendiente y ubicar las zonas más propicias para las obras de arte, alcantarillas, badenes,
cunetas, para ello a lo largo de la carretera se ubicó los vértices de la poligonal (PI de
curvas), en los que se han colocado estacas marcadas con pintura de color rojo. Desde los
PI se ubicaron los PC, PT y progresivas cada 20 mts. En tangentes y en curvas
horizontales cada 10 mts. y estacas intermedias donde existen obras de arte y cruce de
alcantarillas de regadío, la distancias ha sido tomada corriendo el kilometraje desde el PC
hasta el PT, de manera que el cadenamiento del trazo continúe corrido en las curvas.
En cada una de estas progresivas ubicadas desde los PIs se ha levantado la sección del
camino, en los que se han tomado como mínimo el punto del eje, sección transversal,
bordes de la calzada, pie de talud, bordes sobre el talud de corte, pies sobre taludes de
relleno y puntos de relleno sobre los taludes o partes planas hasta una distancia de 30
mts., como mínimo del eje a cada lado.
Las coordenadas del punto inicial de la poligonal abierta se han obtenido con GPS y
ratificado con el Estación Total y se han controlado con los planos 1: 100,000 del Instituto
Geográfico Nacional. El control altimétrico se ha basado en la cota de BM y altímetro como
se indica las coordenadas:
PUNTOS ESTACIONES
Y X COTA ESTACION
1 8827953.000 340524.000 3400 STN
2 8827838.229 340315.934 3398.793 EST2
3 8827471.195 340031.319 3400.6637 EST3
4 8827073.694 339910.352 3400.0066 EST4
Luego de ubicarse los PC, PT y progresivas desde los PIs en el eje del tramo se procedió
a nivelar empleando el método de nivelación compuesta, colocándose puntos de cota
conocida (BM), estos BMs se colocaron en sitios estratégicos de manera que no puedan
ser fácilmente removidos tanto por los transeúntes o animales o cuando haya el
movimiento de tierra en la apertura de la trocha, así mismo la ubicación de estos BMs
están debidamente registrados en los planos donde se grafica el Perfil Longitudinal de la
Vía.
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Diseño Geométrico
Los datos de campo del levantamiento topográfico se ingresaron y procesaron en el Software
(Software para topografía y carreteras) y luego editados en el AutoCAD.
Para realizar los cálculos se ha realizado ajuste de los radios de curvatura, para una velocidad
directriz de 30 Km/h. (para efectos de minimizar costos al calcular los sobre anchos se ha
tomado una velocidad directriz de 15 km/hora), el sobre ancho de la carretera ha sido tomado
en cuenta desde el PC hasta el PT, y habiéndose considerado los tramos en transición.
Se ha considerado radios mínimos excepcionales de hasta 8.00 m, en las zonas de curva de
volteo cerrada donde la topografía del terreno no permite mayores radios, esto implicara cortes
de los taludes adyacentes y rellenos, esta ampliación necesaria no afectara a terrenos de
cultivo porque en el tramo no existen cultivos salvo pastos naturales, los cortes tampoco
desestabilizarán los taludes ya que su altura no es considerable y cuando el talud de altura
bastante pronunciada y el terreno actual donde se han proyectado, en tanto se han
considerado nuevos taludes de corte de 3:1 por la naturaleza del material de corte.
De acuerdo con la intensidad de las precipitaciones pluviales en la zona del proyecto se ha
adoptado un peralte transversal de 2% hasta un 12.8% como máximo en un tramo de la vía.
Se ha adoptado curvas verticales parabólicas teniendo en cuenta las distancias mínimas de
velocidad de parada, sobrepaso y las distancias mínimas entre puntos de cambio de pendiente
de acuerdo con las Normas Peruanas para el Diseño de Carreteras.
Diseño Planímetro
De acuerdo a la topografía y el volumen de tráfico, se determinó que la velocidad directriz es de
30 Km/h.
Radio Mínimo
La Normas para el diseño de carreteras vecinales establecen que el radio mínimo está en
función de la velocidad directriz, de acuerdo a la siguiente relación:
Rmín = ( Vd ^ 2 ) / ( 128 * ( p + f ))
Dónde:
f : Coeficiente de fricción lateral entre la llanta y el afirmado (0.28)
p : Peralte máximo adoptado (8%)
Por tanto el Radio mínimo de diseño será: 8.00 mts.
Las normas permiten además en el presente caso, radios excepcionales de 8.00 ml para
curvas de volteo.
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Diseño Altimétrico
Pendiente máxima excepcional:
La pendiente máxima excepcional para este tipo de vía es de 16.38 %.
Pendiente media:
La vía presenta pendientes medias normales y máximas excepcionales, cercanas al máximo
permitido, pero se ha podido demostrar que no alteran mucho en la marcha del vehículo las
que se indican en el cuadro adjunto.
Pendiente ponderada:
De acuerdo a las Normas en caminos se debe diseñar la rasante que mejor se ajuste al
relieve natural; y cuya pendiente ponderada se aproxime más a la pendiente media del
tramo estudiado. Con estas consideraciones se definió la rasante definitiva, efectuando
varias iteraciones hasta obtener pendientes ponderadas iguales a las pendientes promedio,
tal como se muestra en el cuadro siguiente.
CUADRO DE PENDIENTE MÁXIMA POR KILÓMETRO
TRAMO UBICACION PENDIENTE % LONG Mt
KM 03+000 AL 04+000 3+955 - 3+995 11.38 40.00
KM 04+000 AL 04+977 4+075 - 4+135 10.45 60.00
Para la definición de la rasante definitiva se tuvieron en cuenta las siguientes restricciones:
a) El ancho de la plataforma diseñada es de 3.50 mt y su respectivo sobre ancho de 0.30
mt mínimo y máximo 1.00 mt.
b) El ancho de la superficie de rodadura mínimo exigido en los términos de referencia es
de 3.50 mt y el ancho de la cuneta 0.50 mt
c) La forma de mejorar las pendientes máximas del tramo es realizando variantes, y por
consiguiente mayores cortes, llegando a costos mucho mayores a los establecidos en
los términos de referencia.
Determinación de la pendiente que puede subir un vehículo:
Como se estableció, por razones de limitación de costos por kilómetro, se hizo necesario definir
la rasante adaptándose a la pendiente máxima excepcional permitido por los términos de
referencia.
Considerando que hemos adoptado valores de pendiente máxima; es necesario evaluar la
pendiente que puede subir un vehículo.
Es este sector emplearemos un vehículo tipo de las siguientes características:
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Potencia (P) : 90 HP
Peso (W) : 6.5 tn
Proyección de la superficie del vehículo en el sentido de la marcha: 5 m2
A la potencia P se opone la suma de todas las resistencias Z.
Z = Rr + Rv + Rp …………………….………………………..(1)
Dónde: Rp Resistencia por pendiente
Rv Resistencia por viento
Rr Resistencia al rodamiento
La velocidad de diseño es de 25 km/h. Sin embargo para el análisis se ha empleado una
velocidad de 15 km/h, considerando que esta no constituirá un obstáculo a los demás
vehículos.
La potencia se expresa: P = Z * V (km / h) * 1,000 / (75 * e * 3,600)................ (2)
e = fricción interna del vehículo ( 0.98)
Despejando Rp de (1) y (2):
Rp = P*75*e*3,600/(15,000) - Rr - Rv................. (3)
Rr = kW = 0.10*6,500 = 650
Rv = K*A*v^2 = 0.0052*5*15^2 = 5.85
Rp = Wp = 90*75*0.98*3,600/15,000 - 650 - 5.85
Wp = 931.75
P% = 931.75/6,500 = 14.33%
Las pendientes máximas empleadas en el tramo es de 12.80%, por tanto para el vehículo tipo,
la vía si cumple las exigencias.
DERECHO DE VÍA
El Derecho de vía o faja de Dominio es la franja de terreno dentro de la cual se encuentra la
carretera y sus obras complementarias, y cuya propiedad corresponde al estado y está
tipificado de la siguiente manera:
* Zona Urbana 10.00 m es decir 5.0 m a cada lado del eje de la
Carretera
* Zonas Cultivo 15.00 m es decir 7.5 m a cada lado del eje de la
Carretera
* Terrenos Eriazos o Zonas Montañosas
20.00 m es decir 10.00 m a cada lado del eje de la
Carretera
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* Zona de Propiedad restringida
10.00 m a cada lado de la franja que constituye el
Derecho de vía.
TALUDES DE CORTE Y RELLENO
De acuerdo al recorrido efectuado se observa que los taludes de corte y relleno a lo largo del
tramo son concordantes con la característica del terreno, por ser de una topografía de plana
con inclinaciones ligeras hasta poco pronunciadas.
Los elementos de curva están representados en los planos elementos de curvas del diseño
final del eje de la carretera, además se basara a los estipulados en los detalles de corte y
relleno diseñados en los planos: