informe de curva vertical

8/13/2019 Informe de Curva Vertical

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DISEO Y CALCULO DE UNA CURVA VERTICAL

BEATRIZ GENEYVCTOR BUELVAS

JENNIFER PELUFFO

LAURA RUIZ

Ing.DAVID DIAZ

UNIVERSIDAD DE SUCREFACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL

SINCELEJO SUCRE2008


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TABLA DE CONTENIDO

PG.

1. INTRODUCCIN.42. OBJETIVOS. ...5

2.1 Objetivo General....2.2 Objetivos Especficos. .

3. JUSTIFICACIN.64. PROCEDIMIENTO....7

4.1 procedimiento de campo.....................................................4.2 procedimiento de oficina....

5. RESULTADOS Y CLCULO DE LOS RESULTADOS

.86. ANALISIS DE RESULTADOS127. CONCLUSIONES.. ..138. CUESTIONARIO..149. BIBLIOGRAFIA....1810. ANEXOS...19


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1. INTRODUCCION

La carretera es una infraestructura de transporte cuya finalidad es permitir lacirculacin de vehculos en condiciones de continuidad en el espacio y eltiempo, con niveles adecuados de seguridad y de comodidad. Puede estarconstituida por una o varias calzadas, uno o varios sentidos de circulacin ouno o varios carriles en cada sentido, de acuerdo con las exigencias de lademanda de trnsito y la clasificacin funcional de la misma.Por este medio terrestre se logra comunicar pases, ciudades, municipios,etc. Lo cual permite la integracin de zonas de produccin y consumo dandocon esto un desarrollo econmico y cultural de las sociedades.

El diseo geomtrico en perfil, o El alineamiento vertical es la proyeccin deleje real de la va sobre una superficie vertical paralela al mismo. Estformado por la rasante, constituida por una serie de rectas enlazadas porarcos verticales parablicos, a los cuales dichas rectas son tangentes. Lainclinacin de la rasante depende principalmente de la topografa de la zonaque atraviesa, del alineamiento horizontal, de la visibilidad, de la velocidaddel proyecto, de los costos de construccin, de los costos de operacin, delporcentaje de vehculos pesados y de su rendimiento en rampas.

Tan importante como para el alineamiento horizontal, es determinante en el

alineamiento vertical el relieve del terreno, con el objeto de no encarecer loscostos de construccin y operacin.

En el siguiente informe se diseara una curva vertical teniendo en cuenta lascondiciones de diseo como lo son la velocidad de diseo, tipo de carretera ytipo de terreno.


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2. OBJETIVOS

2.1 objetivo general

Disear y calcular una curva vertical en un tramo de carreteradebidamente nivelado.

2.2 objetivos generales

Seleccionar la pendiente de entrada y de salida de acuerdo conla categora de la carretera.

Determinar la longitud de la curva vertical de acuerdo con loscriterios que sealan las normas de INVIAS.

Calcular las correcciones por pendiente y las cotas sobre lacurva.

Determinar el punto ms alto o ms bajo de acuerdo con el tipode curva.


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3. JUSTIFICACION

Una va terrestre es una infraestructura diseada y acondicionada con lafinalidad de permitir la circulacin permanente de vehculos, su diseo yejecucin comprende trabajos de campo, oficina y conocimientos en cienciascomo las matemticas, la geometra, la fsica entre otras.Se hace necesario para nosotros como futuros ingenieros civiles conocer congran claridad los pasos a seguir para la construccin y diseo de unacarretera, y para esto no solo se necesita el diversos estudios tales como eldiseo horizontal, trazado de las posibles rutas, y el diseo geomtricovertical de una va, es decir, como se disea y calcula una curva vertical,debido a que es con estos conceptos como se le puede dar inicio y forma a

un proyecto de construccin.Estos conceptos nos posibilitan a nosotros como futuros profesionales en elcampo de la ingeniera tomar decisiones adecuadas en cuanto a un proyecto,por tanto nos permite ser profesionales competentes y eficaces.Se hace necesario recalcar que para el diseo vertical de una carretera sedeben conocer las pendientes mximas y mnimas las cuales se puedendeterminar mediante datos hallados en el terreno, el tipo de terreno, decarretera, la velocidad de diseo, etc. Datos que posteriormente nos llevan adeterminar por medio de los criterios que se tendrn en cuenta, si se puede o

no hacer la curva o si se debe replantear las pendientes, etc.Todo lo anteriormente dicho nos da una idea de cun importante resulta paranosotros saber y conocer claramente estos conceptos, pues para uningeniero civil es fundamental, manejar todos los conceptos que en estaasignatura se tratan para poder ser excelentes en el campo laboral.


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4. PROCEDIMIENTO

4.1 procedimiento de campo.

El siguiente trabajo es natamente de oficina, pero en el campo sedeber hacer la respectiva nivelacin del terreno a trabajar paracalcular el perfil del terreno (la nivelacin fue realizada en la primeraprctica. trazado y nivelacin del tramo de la carretera)

4.2 procedimiento de oficina.

La informacin bsica para elaborar el trabajo sobre curva vertical esla obtenida en la primera prctica, se debe obtener la informacincorrespondiente a la nivelacin y al perfil longitudinal del tramo enestudio, aplicar los conocimientos tcnicos para el diseo y clculosrespectivos en la curva que presenta el perfil.


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5. RESULTADOS Y CLCULO DE LOS RESULTADOS

Clculos

Para el diseo y clculo de la curva vertical se calcularon las respectivaspendientes del terreno.

Pendiente de Absc. Hasta Absc

Para el clculo de la longitud de la curva vertical trabajamos con unapendiente de entrada de y de salida de Por lo que Como es negativo, la curva es cncava.

Parmetros de diseo:Carretera terciariaTerreno ondulado.

Criterios para calcular la longitud minina de la curva vertical

1. Distancia de visibilidad de parada.

Si Dp > Lv


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Como Dp Dp, se cumple la condicin.

2. Comodidad en la marcha

3. Longitud mnima con apariencia

4. Drenaje


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Con todos los criterios encontrados, tenemos que la longitud vertical varaentre 180m y 300m.

Entonces, trabajamos con

Datospara el clculo de la curva:Abscisa PCV = k0+000Cota PCV = 149

Abscisa del PIV = k0+090Cota del PIV = 140.00

Abscisa PTV = k0+140Cota PTV = 138

Pendiente de la tangente de entrada: m= -10%Pendiente de la tangente de salida: n= -4.0%Longitud de la curva =140m, donde la primera rama es 90m y la segunda50m, o sea, , .

Clculo de la externa vertical

Clculo de correcciones por pendiente

De igual forma se calculan las dems, estos resultados se pueden ver en lasiguiente tabla:


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Cartera de diseo de rasante o subrasante

ABSCISAS COTAS PUNTO TANGENTE y CURVA

0 150 PCV 149 0.0000 149.000010 149.5 1 148.00 0.0119 148.011920 149 2 147.00 0.0476 147.047630 148.7 3 146.00 0.1071 146.107140 148.5 4 145.00 0.1905 145.190550 144 5 144.00 0.2976 144.297660 141 6 143.00 0.4286 143.428670 140.5 7 142.00 0.5833 142.583380 138 8 141.00 0.7619 141.761990 138 PIV 140.00 0.9643 140.9643

100 138 9 139.60 0.6171 140.2171110 138 10 139.20 0.3471 139.5471120 138 11 138.80 0.1543 138.9543130 138 12 138.40 0.0386 138.4386140 138 PTV 138.00 0.0000 138.0000150 138

157.68 138

El punto ms bajo de la curva vertical es el PTV en la ABSC KO +140 con.


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6. ANALISIS DE RESULTADOS

De los resultados obtenidos podemos afirmar lo siguiente:

Trabajamos con una pendiente de entrada de -10%, esta pendiente es lamxima pendiente de trabajo requerida para una velocidad de diseo de 60Km/h. Y una pendiente de salida de -4.0%, lo cual respeta al valor de lapendiente mnima requerida para el diseo de curvas verticales que es de0.5%. Por lo cual podemos afirmar que el diseo se encuentra entre losparmetros permisibles para el tipo de carretera diseada, el tipo de terrenoy la velocidad de diseo; sin embargo para lograr estos resultados fuenecesario escoger una tangente vertical la cual no es satisfactoria en cuanto

a los costos de operacin de la carretera debido a que en nuestro perfil latangente que cumple con los parmetros permisibles corta el terreno ensecciones que en su mayora se encuentran como secciones de relleno oterrapln indicando con esto una alza en el proyecto, dado que es mseconmico cortar que rellenar por motivos de maquinaria, material de rellenoy transporte del mismo, compactacin, Tratamientos sobre humedad, costosde estabilizacin, etc. Por todo lo anterior podemos afirmar que nuestrodiseo de curva vertical es muy costoso es decir no cumple con uno de loscriterios de diseo que es un factor limitante para la construccin de nuestroproyecto.

Por otro lado al calcular la longitud de la curva vertical con base a loscriterios de diseo, terminamos escogiendo una longitud de 140 m la cual seencuentra entre los valores calculados por los criterios, diseando as unacurva cncava asimtrica de longitud vertical 140m cuya primer tramocorresponda a 90metros y el segundo tramo o rama de la curva con unalongitud de 50 metros, donde el punto ms bajo es el PTV correspondiente ala abscisa k0+140 y cota de 138.


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7. CONCLUSIONES

Despus de haber realizado la prctica podemos decir que llevamos a caboo cumplimos con los objetivos propuestos, lo cual logramos por medio de untrabajo duro de oficina teniendo en cuenta los criterios que sealan lasnormas de INVIAS.

Para el diseo de una carretera es necesario tener en cuenta muchosfactores como seguridad, comodidad y economa por tanto debemos conocerlos conceptos que aplicamos en esta prctica debido a que nos permitentomar las decisiones convenientes y ser competitivos ante la sociedad.


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8. CUESTIONARIO

Qu es una curva vertical cncava, una convexa? Cmo sedetermina?

Cuando el radio de curvatura se encuentra fuera del mbito de la tierra lacurva vertical es cncava, en las curvas cncavas siempre toma valoresnegativos. Esta es una parbola que abre hacia arriba.

Cuando el radio de curvatura se encuentra dentro del mbito de la tierra lacurva vertical es convexa, en este tipo de curvas el valor de i es positivo.

Esta parbola de este tipo de curvas abre hacia abajo.

Cules son los criterios para determinar la longitud de una curvavertical cncava y para determinar la longitud de una curva verticalconvexa?

El proyecto de curvas verticales, puede resumirse en cuatro criterios paradeterminar la longitud de las curvas:

o Criterios de Comodidad. Se aplica al diseo de curvas verticalescncavas en donde la fuerza centrfuga que aparece en el vehculo alcambiar de direccin se suma al peso propio del vehculo.Generalmente queda englobado siempre por el criterio de seguridad.

o Criterios de Operacin. Se aplica al diseo de curvas verticales convisibilidad completa, para evitar al usuario la impresin de un cambiosbito de pendiente.

o Criterios de Drenaje. Se aplica al diseo de curvas verticales

convexas cncavas cuando estn alojadas en corte. Para advertir aldiseador la necesidad de modificar las pendientes longitudinales delas cunetas.

o Criterios de Seguridad. Se aplica a curvas cncavas y convexas. Lalongitud de la curva debe ser tal, que en todo su desarrollo la distancia


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de visibilidad sea mayor o igual a la de parada. En algunos casos elnivel de servicio deseado puede obligar a disear curvas verticales

con la distancia de visibilidad de paso.

Longitud de las Curvas Convexas.

La longitud de las curvas verticales convexas, viene dada por las siguientesexpresiones:

o Para contar con la visibilidad de parada (Dp)

Cuando Dp < L;

Cuando Dp > L;

Donde, para todos los casos.L: Longitud de la curva vertical (m)Dp: Distancia de visibilidad de parada (m)

A: Diferencia algebraica de pendientes (%)h1: Altura del ojo sobre la rasante (m)h2:Altura del objeto sobre la rasante (m)

o Para contar con la visibilidad de Paso (Da).

Se utilizarn las mismas formulas que en (a); utilizndose como h 2= 1.30 m,considerando h1= 1.07 m

Tenemos.


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Da < L

Da > L

Da: Distancia de visibilidad de Paso (m)

L y A: Longitud de la curva vertical (m) y Diferencia algebraica de pendientes(%)

Longitud de las Curvas Cncavas.

La longitud de las Curvas verticales cncavas, viene dada por la siguienteexpresin:

Si D < L

D > L

D: Distancia entre el vehculo y el punto donde con un ngulo de 1, los rayos

de luz de los faros, interseca a la rasante.

Del lado de la seguridad se toma D = Dp, el resultado de la aplicacin deestas formulas se demuestra en la Figura 403.03.


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Adicionalmente, considerando que los efectos gravitacionales y de fuerzascentrfugas afectan en mayor proporcin a las curvas cncavas, a fin de

considerar este criterio, se tiene que:

V: Velocidad Directriz (Kph)L y A: (Longitud de la curva vertical (m) y Diferencia algebraica dependientes (%)

Qu es una curva vertical simtrica y una curva verticalasimtrica? En qu se diferencian?

Una curva vertical simtrica cuyas ramas de entrada y salida tienen la mismalongitud, es muy frecuente esta curva en el diseo vertical pero pueden tenerdiferentes pendientes y se diferencia de una curva vertical asimtrica ya queesta aquella cuyas ramas de entrada y salida tienen diferentes longitudes porlo tanto Lv = L1 + L2 son curvas parablicas compuestas.

Cundo es necesario disear una curva vertical asimtrica?

Por lo general, su uso se garantiza slo donde no puede introducirse unacurva simtrica por las condiciones impuestas del alineamiento.

Cul es la importancia de la seleccin de las pendienteslongitudinales en el diseo de una curva vertical con respecto a lavelocidad de operacin de los vehculos?

Pendientes de hasta 7% afectan slo marginalmente la velocidad de

operacin de la gran mayora de los automviles, cualquiera que sea lalongitud de la pendiente.

En el caso de los camiones, pendientes sobre un 3% causan reduccionescrecientes de su velocidad de operacin, a medida que la longitud enpendiente aumenta. Esto afecta la velocidad de operacin de los


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automviles, en especial en caminos bidireccionales con alta densidad detrnsito. Se recomienda en casos normales no superar los 25 KPH de cada

de velocidad para camiones en pendiente.

9. BIBLIOGRAFIA

JAMES CRDENAS GRISALES, Diseo Geomtrico de Carreteras, EcoEdiciones Ltda., Bogot 2005.

MINISTERIO DEL TRANSPORTE, Manual de Diseo Geomtrico..IGNACIO DEL CORRAL MANUEL DE VILLENA, Topografa de Obras, Alfaomega Grupo Editorial S.A., 2000.

www.invias.gov.co

www.mintransportes.gov.co
http://www.invias.gov.co/http://www.mintransportes.gov.co/http://www.mintransportes.gov.co/http://www.invias.gov.co/


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Perfil

Perfil con las Pendientes de Diseo

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k0+20

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k0+120

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COTAS

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Perfil del Terreno

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k0+160

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Perfil del Terreno

Tangentes de Diseo


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COTAS

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Curva Vertical

Perfil del Terreno

Tangentes de Diseo

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