informe del mirador de mollebaya arequipa
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“TRAZO DE CARRETERA PORTALES DE CHIGUATA”
1. INTRODUCCCIÓN
2. UBICACIÓN
3. PROYECTO TRAZO DE CARRETRA EL MIRADOR DE MOLLEBAYA
4. MEMORIA DESCIPTIVA
5. DISEÑO DE CARRETERA
6. PROYECTO
7. HOJAS DE CALCULO
8. PLANOS
9. BIBLIOGRAFIA
INTRODUCCION
ESTE TRABAJO CONTIENE EL PROYECTO DE TRAZO DE CARRETERA DEL “PORTALES DE CHIGUATA”EN EL DEPARTAMENTO DE AREQUIPA QUE CONSTA DE UNA CARRETERA QUE VA DESDE UNA CALLE INTERPROVINCIAL QUE VA A MOQUEGUA Y SE DIRIGE HACIA EEL MIRADOR DE MOLLEBAYA –AREQUIPA, DONDE SE ENCUENTRA UNA CRUZ, DE DONDE SE PUEDE OBSERVAR EL DISTRITO DE MOLLEBAYA.
UBICACIÓN
EL DISTRITO DE MOLLEBAYA SE ENCUENTRA UBICADO EN LAS COORDENADAS GEOGRAFICAS:
O: 71°30’30”S: 16° 41’30”
AL LUGAR DE NUESTRO PROYECTOSE SE PUEDE ACCEDER POR MEDIO DE LA CARRETERA A MOLLEBAYA LA CUAL SE NEXA CON LA CARRETERA QUE NOS LLEVA A MOQUEGUA A TRAVES DE POCSI.
PROYECTO: TRAZO DE CARRETERA “EL MIRADOR DE
MOLLEBAYA”
1.-Nombre del proyecto
Trazo de carretera “el mirador de Mollebaya”
a) Introducción:
El presente proyecto trazo de carretera “El Mirador de Mollebaya” de dos carriles, está basado en las recomendaciones del docente encargado Ing. Mario Lajo Gómez y según las normas establecidas y vigentes del Ministerio de Transportes y Comunicaciones.
b) Objetivos del proyecto:
Principalmente el objetivo es el aprendizaje y análisis del tema “Trazo de carretera”, pero también se centra dentro de las siguientes pautas:
Ubicación
Alternativas de trazo que posibiliten el diseño de una carretera. El establecimiento de una buena ruta, acorde a las normas peruanas. Análisis y alternativa de solución frente al tramo desde diversas perspectivas. Formular propuestas de alternativas de solución. Criterio ante un obstáculo dentro de la zona de trabajo.
2.-Ubicación:
o Políticamente: El proyecto trazo de carretera “El Mirador de Mollebaya”, se encuentra en la región quechua, dentro del distrito de Mollebaya, alrededor de la localidad del mismo nombre, bordeando la ruta Mollebaya – Pocsi, siendo el tramo de carácter afirmado, a una altitud de 2592 m.s.n.m.
o Geográficamente:
Según coordenadas geográficas:
Longitud Oeste: 71º 30´ 30”Latitud Sur:
16º 41´ 30”
Según coordenadas UTM:
Norte:8175873.000
Este: 237100.000
*SEGÚN LOS DATOS DEL VÉRTICE A
3.-Acceso:
Se llega al Proyecto Trazo de Carretera “El Mirador de Mollebaya” por vía terrestre, partiendo por razones académicas desde el I. S. Pedro P. Díaz, siguiendo una ruta secundaria que va de Arequipa a Moquegua, atravesando los distritos de José Luís Bustamante y Rivero, Paucarpata, para luego llegar a la localidad de Mollebaya, aproximadamente en 30 minutos, con clima y tránsito normal.
4.- Climatología de la zona:
La zona del proyecto (en nuestra salida al campo), se encontraba con un ambiente favorable y normal, siendo este de clima templado en la mañana y caluroso al medio día aproximadamente (según criterio) a 20º C.
El tipo de clima de clima de la región es caluroso, durante la mayoría del año, desde los meses de abril y mayo hasta finales de octubre. Iniciando su temporada de lluvia y clima templado durante los meses de noviembre, diciembre, enero y febrero, con una temperatura promedio anual de 19º C.
4.-Documentación recopilada y consulta:
Está basado según los siguientes documentos:
Plano Catastro de Arequipa. Memoria Descriptiva “Proyecto de Rehabilitación tramo Patahuasi-Yauri-El Descanso”. Normas Legales de Carretera del Ministerio de Transportes y Comunicaciones Las separatas dadas y la explicación debida del Ing. Mario Lajo Gómez.
5.-Facilidades:
El I. S. Pedro P. Díaz, nos brindo los instrumentos adecuados para realizar el proyecto.
El trámite de la salida a campo fue facilitado por el Departamento de Construcción Civil y aprobación de la Dirección del Instituto.
El permiso y enseñanza del Ing. Mario Lajo Gómez.
6.-Inconvenientes:
La falta de puntualidad de los alumnos de la carrera, partiendo 30 minutos después de la hora establecida.
El desorden al momento del recogimiento de los instrumentos y subida a la movilidad.
La lentitud al inicio del trabajo y falta de interés de pocos en el transcurso del trabajo.
7.- Movilidad:
La movilidad fue tramitada y contratada por el delegado de salón Julián Huamán Huamán, con la ayuda del Ing. Mario Lajo Gómez, la cual nos llevó a la zona del proyecto.
8.- Plan de Trabajo:
a) Reconocimiento del proyecto:
El reconocimiento de la zona es indispensable, para un posterior bosquejo del tramo.
El reconocimiento fue llevado una semana antes de la ejecución, bajo la ayuda del docente; en el proceso se vio y señalo cuidadosamente la ruta establecida por cada uno de los alumnos, partiendo de la ruta secundaria Arequipa-Moquegua, en forma ascendente llegando a la cima del cerro.
Cada alumno ideó su forma de trazo y que más se adecuó fue la ruta que va según una trocha existente, yendo en apariencia serpenteante y progresiva a la cima del cerro.
Una vez establecido la ruta se visó la zona del proyecto desde diversas partes para darse una idea del terreno y analizar su topografía y accidentes geográficos para la adecuada estructuración de la ruta.
b) Ejecución del proyecto:
se realizó a la semana después del reconocimiento, se utilizó los debidos instrumentos como: teodolitos, nivel, miras, etc., para la medición y obtención de datos, se rotuló los puntos de posicionamiento, los BMs, los elementos del diseño de curvas y se estacó los pcs.
La progresiva se llevó cada 20 m. iniciando en 0+000 Km. hasta 0+920 Km.
La triangulación se hizo a base de 2 triángulos y sus respectivos puntos de relleno.
Las secciones transversales se llevó cada 20 m. tanto a la derecha como izquierda siguiendo las progresivas.
8.-Recursos humanos:
Los recursos humanos son en sí los propios alumnos de la carrera Construcción Civil II semestre a cargo del Ing. Mario Lajo Gómez.
La cantidad de estudiantes fue dividida en grupos de brigadas para el mejor avance del proyecto, desempeñando cada grupo una tarea específica y distinta al de los demás.
TRIANGULACION
A
B
C
D
8175650,00
8175700,00
8175750,00
8175800,00
8175850,00
8175900,00
8175950,00
236800,00
236850,00
236900,00
236950,00
237000,00
237050,00
237100,00
237150,00
237200,00
237250,00
ESTE
NORTE
TRIA. I
TRIA. II
I
Las brigadas fueron los siguientes:
-Brigada de Topografía-Brigada de Nivelación-Brigada de Diseño de Curvas-Brigada de Secciones Transversales
9.-Recursos Materiales:
o Equipo e Instrumentos: El implemento usado fue el siguiente:
- 01Estación Total- 01 Teodolito Wild- 01 Teodolito T-8 (Chino)- 01 Nivel de Ingeniero Kerm- 01 Eclímetro- 02 Prismas
- 03 Jalones- 03 Miras- 01 Flexómetro de 3m.- 01 Wincha de 30m.- 01 GPS- 04 trípodes
o Materiales se utilizaron los siguientes:
-25 estacas-Pintura Roja-Plumones
-Correctores-Libretas de Apunte-Calculadoras
10.-Brigadas del Proyecto y Trabajos Realizados:
a) Brigada de Topografía:
Encargada de la Triangulación y de los puntos de relleno.
- Red de Apoyo y Taquimetría:
La red empleada para el levantamiento fue el de la Triangulación, en la cual se formó 2 triángulos que sirvieron de apoyo para la taquimetría.
Se inicio en el vértice A, poniendo en cero grados en la prolongación hacia el vértice C y visando el vértice B, hallando así el ángulo interno. Terminado la ejecución del ángulo se procede a hallar los puntos de relleno, visando a las miras a distintas distancias y en zonas de desnivel.
Luego se trasladó el equipo al vértice B y se trabajo como en el vértice A.
El instrumento empleado para este trabajo fue:
- 01 Teodolito Wild- 02 Miras- 01 Flexómetro de 3m.- 01 Trípode
La ubicación de los vértices se dio según la topografía del terreno y en puntos estratégicos donde se visara la mayor parte del terreno posible (ver figura)
Para la ubicación geográfica se tomó las coordenadas de los vértices A y B como lo muestra el cuadro.
b) Brigada de Diseño de Curvas
Brigada que tiene como tarea la elección de la ruta del proyecto y el análisis y cálculo de las curvas horizontales y desarrollos.
-Diseño de curvas
Para el trabajo correspondiente se empleó los siguientes instrumentos:
-01 Teodolito T-8 (chino)-01 Trípode-02 Jalones-01 Wincha de 30m.
Además de estacas para posicionar los PIs. y una calculadora que estba a cargo del libretista.
Los integrantes de las brigadas fueron los siguientes con sus respectivos cargos:
Richard Tovar Ponce (Operador) Ana Rosa Choque Moreno (Libretista) Milagros Molina Mamani (Encargada de la elección del tramo) Mijael Choquehuanca Merma (Jalonero y operador auxiliar)
Punto A:
Coordenada Norte: 8175873.000Coordenada Este: 237100.000Altitud: 2592Zona19
Punto B:
Coordenada Norte: 8175931.890Coordenada Este: 236865.280Altitud: 2591.332Zona 19
Ebert Chirme Sencia (Encargado del posicionamiento de PCs. Y PTs.) Katherine Ccalla Quispe (Ayudante de PCs. y PTs. Y encargada de las
progresivas)
* Se da la siguiente relación, puesto que la brigada de curvas fue integrada por los presentadores del informe
La brigada de curvas es la principal, porque de ella depende el diseño del proyecto y también dependen de su realización las brigadas de nivelación y secciones transversales.
Para la ejecución se escogió la localización del PP (Punto de Partida) y amarrándolo al vértice A de la red de apoyo.
Luego se visa los PIs. y se obtiene los ángulos horizontales y verticales, leídos a la base de los jalones, empleando para esto la poligonal abierta.
Mientras el operador realiza su labor, se aprovecha el instante para poner las progresivas a razón de 20m.
Cuando e traslada la estación al PI 1, se procede a hallar los elementos de curva (labor del libretista).Para una mayor comprensión de los elementos de curva se adjunta la siguiente figura.
A: vértice PP: punto de partida
Una vez hallado los elementos de curva, los encargados del posicionamiento de PCs. y PTs. inician su labor, colocando piedras rotuladas.
Se avanzó en forma de este sistema hasta llegar al PI 17. (Ver croquis).
c) Brigada de Nivelación
Es la brigada encargada de la obtención de cotas.
Para la brigada se le asignó el siguiente instrumento.
- 01 Nivel de ingeniero Kerm- 01 Trípode- 02 Miras
La brigada ubicó su BM en el PP del diseño de curvas, luego visó las curvas que estaban cada 20m., ya rotuladas y posicionadas por el grupo del diseño de curvas, y fueron ascendiendo progresivamente hasta llegar a la cima del cerro donde se encontraba el PI 17.
Del trabajo que realizaron se obtuvo el siguiente gráfico.
8175650
8175700
8175750
8175800
8175850
8175900
2E+05
2E+05
2E+05
2E+05
2E+05
2E+05
2E+05
2E+05
2580,00
2600,00
2620,00
2640,00
0,00 500,00 1000,00
Serie1
d) Brigada de Secciones Transversales
Encargada de la obtención de la nivelación, tanto al lado izquierdo y derecho de las progresivas, siguiendo los puntos ya rotulados.
Simplemente para el trabajo se designó a 03 personas, el operador y los jaloneros, haciendo el operador también de libretista y manipulando el eclímetro.
Primeramente se sitúa en la progresiva, luego se visa uno de los jalones a una referencia ya marcada en el jalón, y se obtiene el ángulo vertical con su pendiente, antes de esta operación se mide los costados, paralelos a la progresiva cada 20m. con wincha.
Avanza progresivamente desde el PP hasta llegar al PI 17.
e) Brigada de Estación Total
Encargada de la revisión y mejor obtención de la topografía del terreno.
Del mismo que con el teodolito se procedió a tomar el relieve del terreno, con el buen criterio del portaprismas que estaba a la altura de 1.50m.
Con la Estación Total se obtuvieron buenos resultados tanto para la taquimetría como para los PIs.
11.-Trabajo en Gabinete:
En gabinete se realiza el procesamiento y cálculo de los datos obtenidos en campo, ordenando los datos para poder obtener los planos.
Los cálculos obtenidos fueron:
o Cálculo de coordenadas de la Red de Apoyoo Cálculo de elevaciones de la Red de Apoyoo Cálculo de puntos de rellenoo Cálculo de nivelacióno Cálculo de coordenadas poligonal abiertao Recálculo de curvas horizontaleso Cálculo de secciones transversales
Los planos borradores fueron los siguientes:
o Plano topográfico (Esc.: 1/750)o Plano de perfil (Esc.: 1/2000)o Plano de planta (Esc.: 1/2000)o Plano de secciones transversales (Esc.: 1/200)
*la mayoría utilizó los paquetes de software para la obtención de planos como el Civil Cad y Auto Cad Land.
Planos originales:
o Plano topográfico (Esc.: 1/750)o Plano de perfil y Planta (Esc.: 1/2000)o Plano de secciones transversales (Esc.: 1/200)
12.-Procesamiento de datos por medio de Civil Cad y obtención de planos
A continuación se dará la secuencia de pasos que se debe seguir y que con ello se obtuvieron los planos.
a) Triangulación Previamente de debió de importar los puntos que están en Excel según el siguiente orden; nXYZ.
o CivilCad
o Altimetríao Triangulacióno Terreno
b) Curvas de Nivel
o CivilCado Altimetríao Curvas de Nivelo Terreno
c) Radios y ancho de pista
o Presionar la tecla F
o Escoger radio con la letra Ro Escribir el ancho de pista como
6m.o Presionar Enter
d) Ejes transversales
o CivilCad o Altimetríao Eje del Proyectoo Marcar estacioneso Se selecciona el eje del tramo
hecho con polilínea .o Presionar Enter
e) Perfil longitudinal
o CivilCad o Altimetríao Perfiles o Terreno o Dibujaro Se selecciona el eje o Enter
f) Razante
o CivilCad o Altimetríao Perfiles o Proyectoo Dibujaro Se selecciona el perfil del terreno o Se traza la razante o Enter
g) Secciones transversales
o CivilCad o Altimetríao Seccioneso Terrenoo Obtener o Se selecciona el eje del caminoo Enter
h) Secciones con áreas de corte y relleno
o CivilCad o Altimetríao Seccioneso Volúmeneso Procesar ejeo Se selecciona el perfil del terrenoo En la ventana que aparece se
pone los datos específicoso Se selecciona la razanteo Enter
i) Planta
o CivilCad o Altimetríao Seccioneso Terreno o Puntoso Dibujaro Se selecciona el eje del caminoo Entero Se seleccionan las secciones
transversaleso Entero Aparece inicialmente la
triangulación, pero se le puede poner las curvas de nivel con los pasos que se dio antes.
MEMORIA DESCRIPTIVA
ESTUDIO ACADÉMICO DEL PROYECTO TRAZO DE CARRETERA “EL MIRADOR DE MOLLEBAYA”
1.0.- Aspectos Generales
1.1.- Antecedentes:
El proyecto trazo de carretera “El Mirador de Mollebaya” fue aprobado por el Departamento de Construcción Civil del Instituto Superior Pedro P. Díaz.
Debido a la falta de prácticas en el aula del II semestre de la carrera Construcción Civil, se decidió aprobar y ejecutar la salida de campo para la realización del proyecto.
Efectuada la revisión y tomando en cuenta los resultados obtenidos se procedió a seguir adelante con el proyecto y haber declarado la vialidad del Proyecto Trazo de Carretera El Mirador de Mollebaya Km. 0+000-Km. 0+920 de carácter afirmado.
1.2.- Objetivos
Es objetivo del proyecto es mejorar y ampliar el conocimiento del tema Trazo de Carretra y lograr las condiciones técnicas y la eficiencia del trabajo.
Asimismo, el presente estudio acoge las bases que están establecidas en el currículo de la carrera y por ende calificación de los resultados.
1.3.- Ubicación del Proyecto
El Proyecto Trazo de Carretera El Mirador de Mollebaya Km. 0+000- Km.0+920 está localizado en las siguientes jurisdicciones:
Región: ArequipaProvincia: Arequipa Distrito: MollebayaAnexo: SantanaParcialidad: El Mirador de Mollebaya
El tramo se inicia a un altitud en el Km. 0+000 de 2589,74 m.s.n.m. y finaliza en el Km. 0+920 a una altitud de 2633.01 m.s.n.m.
Geográficamente se inicia en el Km. 0+000 con coordenadas: Norte 8175882,681, Este237045,953
1.4.- Acceso a la zona del proyecto
Se accede por vía terrestre mediante la carretera secundaria que va de Arequipa a Moquegua de carácter asfaltado hasta la localidad de Mollebaya, después de la cual es de tipo afirmado, con una brusca subida.
2.0.- Estado actual de la carretera
El Proyecto Trazo de Carretera El Mirador de Mollebaya actualmente es un tramo en regular estado de transitabilidad, transcurre por terrenos de topografía ondulada y accidentada en ascenso y descenso continuo con una altura de 2589,74 con referencia al nivel del mar.
2.1.- características técnicas
Velocidad directriz: 10 Km./h.Longitud total 0+920 Km.Ancho de superficie de rodadura 6.00 mBermas laterales sin bermasCunetas triangulares de tierra de 0.30*0.30Radio mínimo 6.00m.Radio máxima 100.00m.Pendiente máxima 7.30 %Bombeo 2.00 %
2.2.- Obras de drenaje
El tramo del proyecto se encuentra sin ningún tipo de obras de drenaje y arte, es una ruta con taludes estables debido a su tiempo de servicio, no se evidencian deslizamientos y/o derrumbes.
2.3.- Cruces de centros poblados
El Proyecto Trazo de Carretera El Mirador de Mollebaya está situado alrededor de la localidad de Mollebaya, a medio kilómetro y a una altitud variada y accidentada.
3.0.- Clima
El clima en el área de estudio es mayormente caluroso, perteneciente a la región Quechua, dependiendo de las estaciones del año, iniciando su temporada calurosa en los meses de mayo y prolongándose a los mese de noviembre o diciembre, tiempo en la cual se inicia la temporada de lluvias.
Máxima anual 25.0º CMedia anual promedio 19.0º CMínima histórica 0.0º C
3.1.- Aspectos técnicos de la actualización del proyecto
El tramo discurre sensiblemente en forma ascendente, por terrenos de topografía accidentada del Km. 0+000 hasta el Km. 0+920 y en tramos cortos sobre terrenos de topografía ondulada.
En planta se han proyectado curvas horizontales con radio mínimo de 6.00m. y un total de 17 PIs., haciendo un total de 18.48 curvas por kilómetro.
El trazado en perfil longitudinal parte a una altitud de 2589,74 m.s.n.m. ubicada en el Km. 0+000, transcurre en forma ascendente hasta el final del Km. 0+920 a una altitud igual de 2633.01 m.s.n.m. .
3.2.- características técnicas del trazo
Velocidad Directriz: 15 Km./H.Longitud Total: 0+920 Km.Ancho de superficie de rodadura: 6.00 m.Bermas laterales: sin bermasCunetas triangulares 0.30*0.30Radio Mínimo: 6.00 m.Radio Máximo: 100.00m.Pendiente Máxima: 7.30 %Pendiente Mínimo: 2.98 %Bombeo: 2.00 %Curvas verticales: De acuerdo a las normas DG-2201Talud en corte: De acuerdo al criterio geológicoTalud en relleno: De acuerdo al criterio geológico.
DISEÑO DE CARRETERA
1.1.-PLANEACIÓN DE UNA CARRETERA La planeación consiste en agrupar, dentro del análisis técnico, de manera armónica y coordinada, todos los factores geográficos – físicos, económico – sociales y políticos que caracterizan a una determinada región.El objetivo de lo anterior es el de descubrir claramente la variedad de problemas y deficiencias de toda índole, las zonas de mayor actividad humana actual y aquellas económicamente potenciales, para dar, por ultimo como resultante, un estudio previo de las comunicaciones como instrumento eficaz para ajustar, equilibrar, coordinar y promover el adelanto mas completo de la zona considerada, tanto en si misma cuando en sus ínter influencias regionales, nacionales y continentales.La conclusión da a conocer los grandes lineamientos de una obra vial por ejecutar, todo con fundamento en la demanda de caminos deducida de las condiciones socio – económica – políticas prevalecientes.
1.2.- CONSIDERACIONES GEOGRÁFICAS – FÍSICAS
Las consideraciones geográficas – físicas, así como los aspectos económicos – sociales vistos mas adelante, son de gran relevancia ya ellos nos proporcionaran las bases para poder definir el tipo de camino necesario para alguna zona en particular.Para la realización de las consideraciones geográficas – físicas, se deberán de tomar en cuenta todas y cada una de las características geográficas y físicas de la región donde se vaya a hacer un proyecto carretero. A continuación se tratara de mencionar las características primordiales a tomar en cuenta.Una vez ubicada el área total de la región que se destinara a nuestra futura carretera, se procederá a ubicar los limites naturales, como los son: sierras, golfos, mares, etc. a continuación se procede a delimitar con los limites políticos de los estados, es decir, cuales y cuantos son los estados por donde se trazara el camino. Se mencionara también todos los tipos de topografía del terreno por donde se considero el trazo, así también los rumbos, latitudes, longitudes y las superficies que ocupan cada uno de los diferentes tipos de terreno.Se consideraran las condiciones climatologiítas, meteorológicas, edafológicas, hidrológicas y de vegetación natural.Una vez recopilada y organizada toda esta información, se procederá a establecer diferentes zonas de terreno de acuerdo con la similitud de sus características naturales como lo son: tipo de terreno, las condiciones climáticas, etc. esto para poder tener el conocimiento real de que actividades realizaremos dentro de nuestras diferentes zona, así también poder utilizar los recursos con mayor ahorro y eficiencia
1.3.- MÉTODO DE ANÁLISIS PARA LA DETERMINACIÓN DE ZONAS VITALES El método de planeación adoptado para cada una de las subzonas, combina un subprocedimiento analítico con otro grafico. El primero, un estudio socioeconómico, tuvo como finalidad descubrir y valorar las características de población, el grado de aprovechamiento de los recursos naturales, el rendimiento obtenido de las diferentes actividades productivas y los niveles de consumo; en resumen, la investigación a tenido por objeto mediante la comparación de ciertos coeficientes, encontrar las categorías de cada zona, según la mayor o menor actividad humana que realicen, para después asignarles prioridades en la construcción de caminos.En cuanto a población se refiere, fue necesario conocer sus tendencias generales de crecimiento, su distribución en núcleos urbanos, suburbanos o rurales, su estructura ocupacional y su repartición sobre la superficie considerada; el cuadro total así obtenido se completo tratando los aspectos sanitarios – asistenciales, mortalidad por enfermedades endémicas, alfabetización, educación y características habitacionales.El análisis económico por otra parte, comprendió los factores principales de la producción, la distribución y el consumo, a saber:
AGRICULTURA.- Monto de la producción; rendimiento de cada cultivo por hectárea y por trabajador agrícola; índice de productividad o eficiencia de la tierra; irrigación; problemas edafológicos; superficie cosechada y superficie susceptible de abrirse al cultivo; mercado interno y externo de productos agrícolas; tendencia de la tierra; problemas, deficiencias y posibilidades.GANADERÍA.- Valor de la producción; tipo de explotación pecuaria, calidad y cantidad de los ganados; abundancia, escasez y clase de pastos; posibilidades para formar una industria ganadera integral; tamaño de la propiedad; el mercado de carne; rendimientos obtenidos y productividad del ganado; problemas y perspectivas.SILVICULTURA.- Valor de la producción forestal; especies explotadas; aprovechamiento eficiente de los bosques; mercados y medios de transporte; posibilidades de la industria de la transformación; conveniencia y rendimiento de la explotación actual; problemas y perspectivas.PESCA.- Valor de la producción; calculo de los recursos marinos; rendimientos actuales en función de los procedimientos aplicados; perspectivas para la industrialización de los productos pesqueros; problemas y posibilidades.MINERÍA.- Valor de la producción; principales minerales objeto de explotación; el problema de sus mercados; yacimientos minerales; transportes, posibilidades de establecer empresas que transformen ciertos minerales en manufacturas metálicas; problemas y perspectivas.
INDUSTRIA DE LA TRANSFORMACIÓN.- Valor de producción; industrias existentes; facilidades para una conveniente localización; eficiencia y rendimiento de las industrias establecidas; mercado y transportes; problemas y perspectivas.ACTIVIDADES COMERCIALES.- Estado actual y posibilidades de desenvolvimiento.CRÉDITO Y HACIENDA.- Difusiones y alcances; crédito de las diversas ramas de la producción, crédito refaccionario agrícola y ganadero; crédito de habilitación y avio; el seguro agrícola; recursos de la hacienda municipal; impuestos; posibilidades y perspectivas.COMUNICACIONES Y TRANSPORTES.- Estado actual; numero de vehículos; líneas establecidas; posibilidades y perspectivas. Posible transito inducido y generado.El procedimiento analítico hasta aquí descrito se complementa con el sistema grafico, que se llevo a cabo al mismo tiempo y utilizando los mismos datos estadísticos; este ultimo consiste en plasmar y localizar sobre mapas geograficos regionales, la realidad economica y social.El transito inducido se obtiene del análisis de origen y destino de caminos existentes, y el generado se obtiene del desarrollo probable de la región al hacerse la vía.ZONAS VITALES.- Considerando en conjunto todos los factores hasta aquí someramente expuestos, que se reducen al análisis de la población, recursos, producción y consumo, se llega al conocimiento de zonas vitales, como aquellas que soportan una gran actividad humana y económica.
1.4.- ECONOMÍA DE CAMINOS.Los gobiernos dedican los fondos públicos al mejoramiento de carreteras porque estas benefician a la sociedad, ya sea a toda o bien una parte. Los buenos sistemas de transporte elevan el nivel de toda la economía proporcionando un transporte expedito de las mercancías; ayudan en mucho a los problemas de la defensa nacional, hacen más sencillas la prestación de servicios comunales tales como la policía y la protección contra incendios, las atenciones medicas, los servicios escolares y la entrega de correo; abren mayores oportunidades para la diversión y el recreo. Las carreteras benefician al terrateniente debido a que un sencillo acceso hace a su propiedad más valiosa. Por otra parte el mejoramiento de las carreteras absorbe dinero que podría ser utilizado para otros propósitos productivos por los individuos o por el gobierno. Pueden ser justificadas solamente si en resumen, las consecuencias son favorables; esto es, si las reducciones de costos a los usuarios de carreteras ya otros beneficiarios del mejoramiento exceden los costos, incluyendo cierto margen para la recuperación del dinero invertido.La economía de carreteras estuvo bajo discusión hace mas de un siglo. El profesor de ingeniería civil W. M. Gillespie estableció que "Un gasto mínimo es, por supuesto, deseado" pero la carretera que es realmente la más económica, no es la que ha costado menos, sino la que proporciona mayores beneficios en razón del dinero que se invirtió para hacerla". MARCO PARA LOS ESTUDIOS ECONOMICOS EN CARRETERAS.
Los estudios económicos se relacionan con la predicción de los hechos futuros; esto es, las consecuencias monetarias anticipadas de diferentes cursos de acción. Tratándose de individuos aislados o de negocios, el punto de vista es reducido, el objeto del estudio es determinar únicamente los más ventajosos cursos de acción desde el punto de vista de los individuos o de los negocios. Sin embargo, en el campo de los trabajos públicos, el acceso debe ser amplio e incluir todo; debe valuar las consecuencias para todos los que sean afectados en las mejoras propuestas.La ley de control de avenidas de 1936, que estipulo que los beneficios, sin importar quien o quienes sean los afectados, deberá exceder los costos, expresa este punto de vista. Los estudios económicos para carreteras deben considerar por igual las consecuencias no solo para las agencias carreteras y usuarios de estas, sino también para todos los ciudadanos.
COSTOS DE CARRETERAS.Elementos de costo.El primer costo total en la mejora de un tramo de carretera incluye los gastos de diseño y de ingeniería, los gastos para adquirir los derechos de vía y los costos de construcción del camino, estructuras y pavimentos. La selección de los tipos de costos que se incluyen o se excluyen de los estudios económicos requiere un análisis directo y cuidadoso. Un tratado detallado no es posible presentarlo en esta tesis. Sin embargo cuatro de las consideraciones más importantes son las siguientes:1. En general, los costos fijos, usados para fines de contabilidad, deberían ser omitidos de los estudios de económicos. Para ilustrar, un porcentaje determinado se puede añadir a los costos estimados para administración, planeación y cargos de ingeniería. Probablemente se incurrirá en estos costos dependiendo de que un proyecto especifico se emprenda o no; si es así, no son pertinentes en comparación de los posibles cursos de acción. De otro modo, solo los costos añadidos o incrementados son aplicables. 2. Los gastos hechos antes del estudio económico no deben ser considerados. Estos son llamaos costos con perdidas o rebajados, en los cuales no podrá haber recuperación debida a una acción presente o futura. Por ejemplo, la base y pavimento de una carretera puede estar en buena condición y tener un "valor en libros" sustancial en los registros de la agencia carretera. Sin embargo, por alguna alternativa propuesta se abandona el camino, seria un error cargar un valor por esto contra cualquier alternativa en el estudio económico. 3. Todos los costos aplicables deben de ser incluidos y todos los cargos inapropiados excluidos. En esta caso, los costos traspasados pueden causar problemas. Por ejemplo, en que uno de los planos propuestos para un arreglo de carretera requiera una compañía particular para hacer sus instalaciones por cuenta propia. Para un presupuesto fijo, este costo no se puede cargar contra el proyecto. Sin embargo, desde un estudio económico de trabajos públicos, si puede ser cargado: los recursos económicos se consumen, aunque sean pagados por fondos privados. 4. En cierto tipo de estudio económico es propio hacer un abono por el valor de rescate de una maquina o estructura al final de su vida útil estimada. Como regla general, el valor de rescate debería ser ignorado por los estudios económicos para carreteras. Es conjetural, en el mejor de los casos, suponer que la inversión en una carretera tendrá un gran valor, en un futuro de 20 o 30 años. Una excepción podría ser el asignar valor de rescate al terreno ocupado por el camino. Aun en esa situación, solo el valor bruto del terreno en su futuro uso determinado, después de deducir el costo de convertirlo en dicho uso, se incluirá. Otros costos asociados por la adquisición del terreno en primer lugar, tales como gastos legales y el costo de limpia de edificios, no podrán ser recuperados y no serán parte del valor de rescate.
2.- PROYECTO GEOMÉTRICO.
2.1. - RECONOCIMIENTO TOPOGRÁFICO.
Antes de iniciar propiamente los estudios topográficos se requiere de un reconocimiento preliminar en el cual, primero se hará una entrevista o reunión con los beneficiarios para recoger datos de gran utilidad en el proyecto como lo relativo a afectaciones, características de ríos, nombre de lugares intermedios, localización de zonas bajas o inundables, niveles de agua en crecientes y si es posible alguna de esas personas auxiliara como guía en el reconocimiento técnico del camino.Una vez hecho esto se procederá a hacer un reconocimiento directo del camino para determinar en general características:
o Geológicas o Hidrológicas o Topográficas y complementarias
Así sé vera el tipo de suelo en el que se construirá el camino, su composición y características generales, ubicación de bancos para revestimientos y agregados para las obras de drenaje, cruces apropiados para el camino sobre ríos o arroyos, existencia de escurrimientos superficiales o subterráneos que afloren a la superficie y que afecten el camino, tipo de vegetación y densidad, así como pendientes aproximadas y ruta a seguir en el terreno.Este reconocimiento requiere del tiempo que sea necesario para conocer las características del terreno donde se construirá el camino, y para llevarlo a cabo se utilizan instrumentos sencillos de medición como brújulas para determinar rumbos, clisimetro para determinar pendientes, odómetro de vehículos y otros instrumentos sencillos.A través del reconocimiento se determinan puertos topográficos que son puntos obligados de acuerdo a la topografía y puertos determinados por lugares obligados de paso, ya sea por beneficio social, político o de producción de bienes y servicios.Con todos los datos recabados, resaltando los más importantes, se establecerá una ruta tentativa para el proyecto.Existen procedimientos modernos para el reconocimiento como el fotogramétrico electrónico, pero resulta demasiado costoso, muchas veces para el presupuesto que puede tener un camino, también es importante decir que el tipo de vegetación y clima de algunas regiones no permite usar este procedimiento por lo que se tiene que recurrir al reconocimiento directo que se puede auxiliar por cartas topográficas.
2.2. - TRAZO PRELIMINAR.Cuando se tienen localizados los puntos obligados se procede a ligar estos mediante un procedimiento que requiere:
1. El trazo de una poligonal de apoyo lo mas apegada posible a los puntos establecidos, con orientación astronómica, PIS referenciados y deflexiones marcadas con exactitud ya que será la base del trazo definitivo.
2. La poligonal de apoyo es una poligonal abierta a partir de un vértice o punto de inicio clavando estacas a cada 20 metros, y lugares intermedios hasta llegar al vértice siguiente. Para la ubicación de estos se utiliza el clisimetro o él circulo vertical del transito, empleando la pendiente deseada.
3. La pendiente será cuatro unidades debajo de la máxima especificada donde sea posible para que al trabajador en gabinete tenga mas posibilidades de proyectar la subrazante, incrementando la pendiente a la máxima si es necesario para economizar volúmenes.
4. Nivelación de la poligonal, generalmente a cada 20 metros, que será útil para definir cotas de curvas de nivel cerradas a cada 2 metros.
5. Obtención de curvas de nivel en una franja de 80 o 100 metros. En cada lado del eje del camino a cada 20 metros o estaciones intermedias importantes.
6. Dibujo de trazo y curvas de nivel con detalles relevantes como cruces, construcciones, fallas geológicas visibles, etc.
Como el dibujo del trazo y las curvas de nivel se puede proyectar en planta la línea teórica del camino a pelo de tierra, para proyectarla se utiliza un compás con una abertura calculada según la pendiente con que se quiere proyectar.La separación de curvas de nivel dividida entre la pendiente a proyectar, es la abertura del compás con la cual se ubicaran los puntos de la línea a pelo de tierra utilizando la misma escala del plano.
2.3. - LINEA DEFINITIVA.El proyecto definitivo del trazo se establecerá sobre el dibujo del trazo preliminar, por medio de tangentes unidas entre sí, a traves de sus PIS o puntos de intersección que se utilizaran para ligar las tangentes a traves de curvas horizontales; cuanto más prolongadas se tracen las tangentes sé obtendrá mejor alineamiento horizontal con la consecuencia que marcarlas prolongadas implica un mayor movimiento de volúmenes, por lo que se intentara ir compensando esta línea del lado izquierdo y derecho donde sea posible y cargar la línea hacia el lado firme donde sé presenten secciones transversales fuertes cada vez que en el plano la línea de proyecto cruce la línea preliminar, se marcara este punto L y su cadenamiento , y con transportador se determina el ángulo X de cruce. En el caso de que no se crucen estas líneas, se medirá cada 500 metros o cada 1000 metros, la distancia que separa a una y otra para determinar los puntos de liga con los que iniciara el trazo definitivo en el campo.Cuando se encuentra dibujado en planta el trazo definitivo, podemos antes de trazarlo en el campo dibujar un perfil deducido, de acuerdo con los datos que tenemos de la poligonal de apoyo y las curvas de nivel.El procedimiento para dibujarlo es diferente al que se utiliza con un perfil normal ya que a cada estación ubicada en la línea teórica del camino se le asigna la elevación de la curva de nivel en este punto. Con este perfil tenemos una idea más clara de cómo se compensaran los volúmenes según el trazo propuesto e inclusive tener unas secciones deducidas para suponer un volumen.
Una vez dibujado el trazo definitivo se procede a trazar en el campo para corregir algún error o mejorar lo proyectado.El tener trazada la línea en el terreno requiere del uso de referencias en los PI, PC, PT, y PST, para poder ubicarlos nuevamente cuando por alguna circunstancia se pierden los trompos o estacas que indican su localización, ya sea por un retraso o construcción del camino.Para referenciar un punto se emplea ángulos y distancias medidas con exactitud, procurando que las referencias queden fuera del derecho de vía.Se dejaran referenciados los puntos que definen el trazo como PI, PC, PT y PST, que no disten entre sí mas de 500 metros.Los ángulos se medirán en cuadrantes, tomando como origen el eje del camino y en los PIS el origen será la tangente del lado de atrás y la numeración de los puntos de referencia se hará en el sentido de las manecillas del reloj de adentro hacia fuera y comenzando adelante y a la derecha del camino, cuando menos se tendrán dos visuales con dos P. R. Cada una, como visuales podrán emplearse árboles notables, aristas de edificios, postes fijos, etc. en caso de no encontrar ninguno de estos se colocaran trompos con tachuela en cada punto y junto una estaca con el numero de referencia del punto y su distancia al eje del camino.Una vez que sé ubicado el trazo preliminar en los planos topográficos, y también así decidido el tipo de camino que será necesario construir, es necesario definir algunas de las características importantes de la carretera como lo son, Velocidad de proyecto, Grado máximo de curvatura, Longitudes, Sobreelevacion, y muchas otras de gran importancia. Es necesario revisar que en todo momento la pendiente de nuestro trazo definitivo nunca sea mayor que la pendiente máxima permitida.Con la siguiente tabla de clasificación y características realizada por la Secretaria de Comunicaciones y Transportes, es fácil ubicar todas y cada una de estas características.Para poder explicar con mas facilidad algunos de los puntos mencionados en esta tesis, se ejemplificara durante las siguientes paginas algunos de las soluciones posibles.Se ha elegido un camino tipo "C" para la realización de algunos ejemplos, con las siguientes características de carretera.
o TDPA de 500 a 1500 unidades o Tipo de terreno: plano o Velocidad de proyecto de 70 km/h o Distancia de visibilidad de parada de 95 mt o Distancia de visibilidad de rebase de 315 mt o Grado máximo de curvatura de 7.5 o Porcentaje de pendiente en curvas verticales en cresta de 20 o Porcentaje de pendiente en curvas verticales en columpio de 20 o Longitud mínima en curvas verticales de 40 mt o Pendiente gobernadora de 5%
Pendiente máxima de 7%
CLASIFICACION Y CARACTERÍSTICAS DE LAS CARRETERAS
2.4. - TRAZO DE CURVAS HORIZONTALES.Como la liga entre una y otra tangente requiere el empleo de curvas horizontales, es necesario estudiar el procedimiento para su realización, estas se calculan y se proyectan según las especificaciones del camino y requerimientos de la topografía. ELEMENTOS DE CURVA CIRCULAR
Tangentes.- las tangentes horizontales estarán definidas por su longitud y su azimuta.- Longitud mínima
1. Entre dos curvas circulares inversas con transición mixta deberá ser igual a la semisuma de las longitudes de dichas transiciones
2. Entre dos curvas circulares inversas con espirales de transición, podrá ser igual a cero 3. Entre dos curvas circulares inversas cuando una de ellas tiene espiral de transición y la otra
tiene transición mixta, deberá ser igual a la mitad de la longitud de la transición mixta. 4. Entre dos curvas circulares del mismo sentido, la longitud mínima de tangente no tiene valor
especificado. b.- Longitud máxima.- la longitud máxima de tangentes no tiene limite especificado.c.- Azimut.- el azimut definirá la dirección de las tangentes. Curvas circulares.- las curvas circulares del alineamiento horizontal estarán definidas por su grado de curvatura y por su longitud, los elementos que la caracterizan están definidos en la figura anterior.a.- Grado máximo de curvatura.- el valor máximo del grado de curvatura correspondiente a cada velocidad de proyecto.En la siguiente tabla se indican los valores máximo de curvatura para cada velocidad de proyecto.
Velocidad de proyectoKm/h
Coeficiente de fricción lateral
Sobreelevación máximam/m
Grado máximo de curvatura calculadogrados
Grado máximo de curvatura para proyectoGrados
30 0.280 0.10 61.6444 60
40 0.230 0.10 30.1125 30
50 0.190 0.10 16.9360 17
60 0.165 0.10 10.7472 11
70 0.150 0.10 7.4489 7.5
80 0.140 0.10 5.4750 5.5
90 0.135 0.10 4.2358 4.25
100 0.130 0.10 3.3580 3.25
110 0.125 0.10 2.7149 2.75
b.- Longitud mínima:La longitud mínima de una curva circular con transiciones mixtas deberá ser igual a la semisuma de las longitudes de esas transiciones.La longitud mínima de una curva circular con espirales de transición podrá ser igual a cero.c.- Longitud máxima.- la longitud máxima de una curva circular no tendrá limite especificado. Curvas espirales de transición.- Las curvas espirales de transición se utilizan para unir lastangentes con las curvas circulares formando una curvacompuesta por una transición de entrada, una curva circularcentral y una transición de salida de longitud igual a la de entrada.a.- Para efectuar las transiciones se empleara la clotoide o espiral de Euler.b.- La longitud mínima de la espiral para carreteras tipo A de dos carriles y de cuatro carriles en cuerpos separados, B y C.
c.- Las curvas espirales de transición se utilizaran exclusivamente para carreteras tipo A, B y C, y solo cuando la sobreelevación de las curvas circulares sea de siete por ciento (7%) o mayor.d.- En la siguiente figura se muestran los elementos que caracterizan a las curvas circulares con espiral de transición. Visibilidad.- Toda curva horizontal deberá satisfacer la distancia de visibilidad de parada para una velocidad de proyecto y una curvatura dada, para ello cuando exista un obstáculo en el lado interior de la curva, la distancia mínima "m" que debe haber entre el y el eje del carril interior de la curva estarán dadas por la expresión y la grafica que mencionaremos mas adelante. Distancia de visibilidad de parada.- La distancia de visibilidad de parada se obtiene con la expresión:Dp = Vt = V^2 254 fDonde:Dp = Distancia de visibilidad de parada en metrosV = Velocidad de marcha, en Km/ht = Tiempo de reacción, en segundosf = Coeficiente de fricción longitudinalEn la siguiente tabla se muestran los valores para proyecto de la distancia de visibilidad de parada que corresponden a velocidades de proyecto de treinta a ciento diez Km/h.
Velocidad de
Velocidad de
Reacción Coeficiente de fricción
Distancia de
Distancia de visibilidad
proyecto Km/h
marchaKm/h longitudinal frenado mTiempo
segDistancia mt
Calculadam
Para proyecto m
30 28 2.5 19.44 0.400 7.72 27.16 30
40 37 2.5 25.69 0.380 14.18 39.87 40
50 46 2.5 31.94 0.360 23.14 55.08 55
60 55 2.5 38.19 0.340 35.03 73.22 75
70 63 2.5 43.75 0.325 48.08 91.83 95
80 71 2.5 49.30 0.310 64.02 113.32 115
90 79 2.5 54.86 0.305 80.56 135.42 135
100 86 2.5 59.72 0.300 97.06 156.78 155
110 92 2.5 63.89 0.295 112.96 176.85 175
Distancia de visibilidad de rebase.- La distancia de visibilidad de rebase se obtiene con la expresiónDr = 4.5 vDonde:Dr = distancia de visibilidad de rebase, en metrosV = velocidad de proyecto, en km/hLos valores para proyecto de la distancia de visibilidad de rebase se indican en la tabla de clasificación y características de las carreteras.Distancia de visibilidad de encuentro.- La distancia de visibilidad de encuentro se obtiene con la expresión:De = 2 DpEn donde:De = Distancia de visibilidad de encuentro, en metrosDp = Distancia de visibilidad de parada, en metros
Trazo de curva horizontal: Como se ha visto en nuestro trazo definitivo, tenemos que calcular una curva circular simple, con los datos obtenidos de la tabla de clasificación y tipos de carretera, procederemos al calculo de la curva.
Para el calculo de una curva horizontal es necesario el trazo de las tangentes a la curva y determinar el ángulo de deflexión de la tangente (D ), que en este caso es de 20°, es necesario también el valor del grado de curvatura de la curva circular (Gc), que en este caso es propuesto de 10°, el grado de curvatura de la curva circular se propone cuidando que el punto donde comienza la curva y el punto donde termina la curva no se traslape con ninguna otra curva existente, así también cuidando que no sobrepase el grado máximo de curvatura de acuerdo a la tabla de clasificación y tipos de carretera.
Para la obtención del ángulo central de la curva circular, es necesario trazar dos líneas perpendiculares a las tangentes que se unan en un punto, de las cuales se podrá obtener D c, que en este caso es de 20°.
Cadenamiento Metros de curva Def/metro ° Deflexión(decimales) Deflexión acumulada ° ´ ´´
394.74
400 5.26 0.25000 1.315 1.315 1°27’18’’
420 20 0.25000 5.000 6.315 6°18’54’’
434.18 14.18 0.25000 3.545 9.860 9°51’36’’
434.18 0 0.25000 0.000 9.860 9°51’36’’
Con los datos calculados es posible el trazo de la curva circular, como se muestra a continuación.
2.5. - NIVELACIÓN.Así como se nivelo la línea preliminar, ahora con el trazo definitivo se deberá realizar una nivelación del perfil, obteniendo las elevaciones de las estaciones a cada 20 metros o aquellas donde se presenten detalles importantes como alturas variables intermedias, cruces de ríos, ubicación de canales, etc. los bancos de nivel se colocaran a cada 500 metros aproximadamente y se revisara lo ejecutado con nivelación diferencial ida y vuelta, doble punto de liga o doble altura del aparato.En el registro de la nivelación se deben anotar las elevaciones de los bancos aproximadas al milímetro y las elevaciones de las estaciones aproximadas al centímetro. 2.6. - PERFIL DEDUCIDO.El perfil del camino es una representación de la proyección vertical del eje del trazo, se dibuja entramos de 5 kilómetros de longitud para facilitar el manejo de los planos.La escala mas comúnmente usada es 1 : 200 vertical y 1 : 2000 horizontal.Se compone al igual que la planta y plano de secciones, de un cuadro de identificación, el dibujo y su texto.Al inicio del plano se colocara un cuadro de identificación que incluirá datos generales, específicamente de proyecto y cantidades de obra.El resto del contenido del plano será:
1. Cuadro de: a) cadenamiento, b) elevaciones de terreno, c) elevaciones de rasante, d) espesores de corte, e)espesores de terraplén, f) volúmenes de corte, g) volúmenes de terraplén, h) ordenadas de curva masa.
2. Perfil del terreno con: a) bancos de nivel, b) subrasante con datos de curvas verticales y pendientes, c) obras de drenaje.
3. Curva masa con la misma escala horizontal del perfil y escala vertical 1 : 20000, con: a)movimientos de tierra(sobre acarreos, prestamos, volúmenes de corte y terraplén compensados), b)igualdades de curva masa, c) clasificación de cortes.
4. Datos de alineamiento horizontal: a) datos de tangentes (orientación, ubicación de psts), b) datos de curvas (puntos de inflexión, deflexiones, grados, radios, subtangente, longitudes de curva y estaciones de PC, PT y PSC).
Perfil deducido
2.7. - PROYECTO DE LA SUBRASANTE. La subrasante es una sucesión de líneas rectas que son las pendientes unidas mediante curvas verticales, intentando compensar los cortes con los terraplenes. Las pendientes se proyectan al décimo con excepción de aquellas en las que se fije anticipadamente una cota a un PI determinado.Las pendientes ascendentes se marcan positivas y las descendentes con el signo inverso, teniendo en cuenta para su magnitud las especificaciones de pendiente, evitando el exceso de deflexiones verticales que desmerita la seguridad y comodidad del camino o el exagerado uso de tangentes que resultaría antieconómico.Las condiciones topográficas, geotécnicas, hidráulicas y el costo de las terracerias definen el proyecto de la subrasante, por ello se requiere, el realizar varios ensayos para determinar la mas conveniente. Una vez proyectada las tangentes verticales se procede a unirlas mediante curvas parabólicas. Determinación económica de la subrasante.
Después del proyecto de la subrasante, se calcula el espesor que es la diferencia entre la cota del terreno natural y la cota de proyecto. Con el espesor se dibujan las secciones de construcción para calcular su área y con esta los volúmenes de corte y terraplén iniciándose así el procedimiento de la determinación económica de la subrasante que consiste establecer proporción para el proyecto del alineamiento vertical cuidando los costos y la calidad de los materiales según convenga al movimiento de terracerias.
2.8. - TRAZO DE CURVAS VERTICALES.Una curva vertical es un arco de parábola de eje vertical que une dos tangentes del alineamiento vertical; la curva vertical puede ser en columpio o en cresta, la curva vertical en columpio es una curva vertical cuya concavidad queda hacia arriba, y la curva vertical en cresta es aquella cuya concavidad queda hacia abajo.ELEMENTOS DE CURVA VERTICAL.
PIV Punto de intersección de las tangentes verticalesPCV Punto en donde comienza la curva verticalPTV Punto en donde termina la curva verticalPSV Punto cualquiera sobre la curva verticalp1 Pendiente de la tangente de entrada, en m/mp2 Pendiente de la tangente de salida, en m/mA Diferencia algebraica de pendientesL Longitud de la curva vertical, en metrosK Variación de longitud por unidad de pendiente (parámetro)x Distancia del PCV a un PSV, em metrosp Pendiente en un PSV, en m/mp´ Pendiente de una cuerda, en m/mE Externa, en metrosF Flecha, en metrosT Desviación de un PSV a la tangente de entrada, en metrosZo Elevación del PCV, en metrosZx Elevación de un PSV, en metrosNota: Si X y L se expresan en estaciones de 20 m la elevación de un PSV puede calcularse con cualquiera de las expresiones:Zx = Zo + (20 p1 – (10AX/L))XZx = Zx – 1 + 20 p1 – (10A/L)(2X – 1) A = P1 – (-P2)K = L / AP = P1 – A (X/L)P´ = ½ (P1 + P)E = (AL) /8F = ET = 4E (X / L)^2Zx = Zo + [P1 – (AX/2L)] X
Visibilidad
a.- Curvas verticales en creta.- Para que las curvas verticales en cresta cumplan con la distancia de visibilidad necesaria su longitud deberá calcularse a partir del parámetro K, que se obtiene con la expresión: Donde:D = distancia de visibilidad, en metrosH = altura al ojo del conductor (1.14m)h = altura del objeto (0.15 m)b.- Curvas verticales en columpio.- Para que las curvas verticales en columpio cumplan con la distancia de visibilidad necesaria, su longitud deberá calcularse a partir del parámetro K, que se obtiene con la expresión: Donde:D = distancia de visibilidad, en metrosT = pendiente del haz luminoso de los faros (0.0175)H = altura de los faros (0.64 m) c.- Requisitos de visibilidad.-
1. La distancia de visibilidad de parada deberá proporcionarse en todas las curvas verticales, este requisito esta tomado en cuenta en el valor del parámetro K, especificado en la siguiente tabla "Valores mínimos del parámetro K y de la longitud mínima aceptable de las curvas verticales"
2. La distancia de visibilidad de encuentro deberá proporcionarse en las curvas verticales en cresta de las carreteras tipo "E", tal como se especifica en la siguiente tabla, "Valores mínimos del parámetro K y de la longitud mínima aceptable de las curvas verticales"
VALORES MINIMOS DEL PARÁMETRO k Y DE LA LONGITUD MINIMA ACEPTABLE DE LAS CURVAS VERTICALES
Velocidad de proyecto (km/h)
Valores del parámetro K (m/%)
Longitud mínima aceptable (m)
Curvas en cresta Curvas en columpio
Carretera tipoE D,C,B,A
Carretera tipoE,D,C,B,A
30 4 3 4 20
40 7 4 7 30
50 12 8 10 30
60 23 12 15 40
70 36 20 20 40
80 - 31 25 50
90 - 43 31 50
100 - 57 37 60
110 - 72 43 60
La distancia de visibilidad de rebase solo se proporcionara cuando así lo indiquen las especificaciones de proyecto y/o lo ordene la secretaria, los valores del parámetro K, para satisfacer son:
Velocidad de proyecto en km/h 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Parámetro K para rebase en m/% 18 32 50 73 99 130 164 203 245
Curvas verticales.- Las curvas verticales serán parábolas de eje vertical y están definidas por su longitud y por la diferencia algebraica de las pendientes de las tangentes verticales que une. a.- Longitud mínima:
1. La longitud mínima de las curvas verticales se calculara con la expresión: L = K AEn donde:L = Longitud mínima de la curva vertical, en metros K = Parámetro de la curva cuyo valor mínimo se especifica En la tabla de valores mínimos del parámetro K y de la longitud mínima aceptable de las curvas verticales A = Diferencia algebraica de las pendientes de las Tangentes verticales.
2. La longitud mínima de las curvas verticales en ningún caso deberá ser menor a las mostradas en las siguientes dos tablas: "Longitud minima de las curvas verticales en cresta" y "Longitud minima de las curvas verticales en columpio"
b).- Longitud máxima.- No existirá limite de longitud máxima para las curvas verticales. En caso de curvas verticales en cresta con pendiente de entrada y salida de signos contrarios, se deberá revisar el drenaje cuando a la longitud de la curva proyectada corresponda un valor del parámetro K superior a 43. Calculo de curvas verticalesPasara el calculo y trazo de las curvas verticales es necesario contar con un perfil del terreno, así como las longitudes y pendientes de cada segmento del camino. Es necesario revisar que la pendiente en estos segmentos del camino nunca sea mayor a la pendiente máxima dada por la tabla de tipos y características de caminos.Es necesario también respetar las condiciones de longitud mínima de las curvas verticales en cresta y columpio.Las formulas de trazo de curvas verticales son en comparación, más simples que las de curvas verticales, como se muestra a continuación.
Po = pendiente de entradaPi = pendiente de salidaL = numero total de estaciones
Perfil del terreno
Calculo de curva vertical en columpio L = (-0.50)-(0.8) = 1.3 = 2 estaciones de 20 mts = 40 mtsK = (1.3) / (10)(2) = 0.065E = (1.3)(40)/8 = 6.5F = 6.50.50-------------100x-----------------20X = 0.10.8-------------100x-----------------20X = 0.16PIV = 512.48PCV = 512.48 – 0.1 = 512.38PTV = 512.48 + 0.16 = 512.64
Punto Elevación X^2 K Y Cota
0 512.38 0 0.065 0 512.38
1 512.48 1 0.065 0.0315 512.4485
0 512.64 0 0.065 0 512.64
Valores máximos de las pendientes gobernadora y de las pendientes máximas
CARRETERA TIPO
PENDIENTE GOBERNADORA (%) PENDIENTE MÁXIMA (%)
TIPO DE TERRENOPLANO LOMERIO MONTAÑOSO
TIPO DE TERRENOPLANO LOMERIO MONTAÑOSO
E -- 7 9 7 10 13
D -- 6 8 6 9 12
C -- 5 6 5 7 8
B -- 4 5 4 6 7
A -- 3 4 4 5 6
2.9. - SECCIONES DE CONSTRUCCIÓN. De la sección transversal.La sección transversal esta definida por la corona, las cunetas, los taludes, las contra cunetas, las partes complementarias y el terreno comprendido dentro del derecho de vía, como se muestra en las siguientes figuras, "Sección transversal en tangente del alineamiento horizontal para carreteras tipos E, D, C, B y A2" y "Sección transversal en tangente del alineamiento horizontal para carreteras tipos A4"Corona.- La corona esta definida por la calzada y los acotamientos con su pendiente transversal, y en su caso, la faja separadora central.En tangentes del alineamiento horizontal el ancho de corona para cada tipo de carretera y de terreno, deberá ser el especificado en la tabla "Anchos de corona, de calzada, de acotamientos y de la faja separadora central" que continuación se muestra.
Tipo de carretera
Anchos de
Corona (m) Calzada (m) Acotamientos (m) Faja separadora central (m)
E 4.00 4.00 -- --
D 6.00 6.00 -- --
C 7.00 6.00 0.50 --
B 9.00 7.00 1.00 --
A
(A2) 12.00 7.00 2.50 --
(A4) 22.00 mínimo 2 x 7.00EXT INT
1.00 mínimo3.00 0.50
(A4S) 2 x 11.00 2 x 7.00 3.00 1.00 8.00 mínimo
Dados los datos anteriores, podemos deducir las siguientes medidas según nuestro tipo de camino "C".Tipo de carretera "D"Corona = 6.0 mtsCalzada = 6.0 mts.Acotamientos = 0.0 mtsFaja separadora central = 0.0 mtsEn curvas y transiciones de alineamiento horizontal el ancho de la corona deberá ser la suma de los anchos de la calzada, de los acotamientos, y en su caso de la faja separadora central.Calzada.- el ancho de la calzada deberá ser:
a. En tangente del alineamiento horizontal, el especificado en la tabla anterior "Anchos de corona, de calzada, de acotamientos y de la faja separadora central"
b. En curvas circulares del alineamiento horizontal, el ancho en tangente mas una ampliación en el lado interior de la curva circular, cuyo valor se especifica en las siguientes cuatro tablas "Ampliaciones, sobre elevaciones y transiciones para carreteras"
c. En curvas espirales de transición y en transiciones mixtas. El ancho en tangente mas una ampliación variable en el lado interior de la curva espiral o en el de la transición mixta, cuyo valor esta dado por la expresión:
En tangentes y curvas horizontales para carretera tipo E.1. El ancho de la calzada en carreteras tipo "E", no requerirá ampliación por curvatura horizontal. 2. Por requisitos operacionales será necesario ampliar el ancho de la calzada, formando libraderos, para
permitir el paso simultaneo a dos vehículos, el ancho de la calzada en la zona del libradero será el correspondiente al de la carretera tipo "D".
3. La longitud de los libraderos será de veinte metros mas dos transiciones de cinco metros cada una. 4. Los libraderos se espaciaran a una distancia de doscientos cincuenta metros o menos, si así lo
requiere la visibilidad entre ellos. Acotamientos.- El ancho de los acotamientos deberá ser para cada tipo de carretera y tipo de terreno, según se indica en la tabla "Anchos de corona, de calzada, de acotamientos y de la faja separadora central"Pendiente transversal.- En tangentes de alineamiento horizontal el bombeo de la corona deberá ser:
a. De menos dos por ciento en carreteras tipo A, B, C, y D pavimentadas De menos tres por ciento en carreteras tipo D y E revestidas
2.10. - DETERMINACIÓN DE LAS SECCIONES DE CARRETERA.La determinación de las secciones de carretera, es un procedimiento sencillo pero laborioso, ya que a cada veinte metros de nuestra línea del camino, se tendrá que determinar veinte metros a la izquierda y veinte metros a la derecha la intersección de las curvas de nivel, el objeto que sean veinte metros los que se tengan
que determinar hacia los lados, obedece a que por disposición federal, todos los caminos de carreteras federales comprenden veinte metros hacia la izquierda y derecha del centro del camino.A continuación se ilustra la determinación de las secciones de carretera de un tramo cualquiera de doscientos metros.
Secciones de trazo de carretera.
114.15 115.2 116.0 115.85
20.0 0.00 15.5 20.0
114.0 115.1 116.0 115.9
20.0 20.0 16.0 20.0
113.75 114.0 115.0 116.0 115.92
20.0 17.0 40.0 18.0 20.0
113.6 114.0 114.75 116.0
20.0 15.0 60.0 20.0
113.5 114.0 114.62 115.85
20.0 14.0 80.0 20.0
113.4 114.0 114.55 115.65
20.0 14.0 100.0 20.0
113.5 114.0 114.54 115.55
20.0 15.0 120.0 20.0
113.6 114.0 114.51 115.5
20.0 18.0 140.0 20.0
113.82 114.0 114.42 115.20
20.0 16.2 160.0 20.0
113.78 114.0 114.3 114.9
20.0 12.1 180.0 20.0
113.2 114.0 114.7 114.6
20.0 6.05 200.0 20.0
Las secciones antes determinadas, son necesarias para el calculo de la curva masa, en estas se ubicara nuestro camino como se muestra a continuación, con una sección tipo para carreteras D,C,B y A2.Otro de los aspectos por lo que es necesario la determinación de las secciones de construcción, es el hecho de que esta son los indicadores de la cantidad de corte y terraplén necesarios en el camino.
2.11. - OBRAS COMPLEMENTARIAS DE DRENAJE.Las obras de drenaje son elementos estructurales que eliminan la inaccesibilidad de un camino, provocada por el agua o la humedad.Los objetivos primordiales de las obras de drenaje son:
a. Dar salida al agua que se llegue a acumular en el camino. b. Reducir o eliminar la cantidad de agua que se dirija hacia el camino. c. Evitar que el agua provoque daños estructurales.
De la construcción de las obras de drenaje, dependerá en gran parte la vida útil, facilidad de acceso y la vida útil del camino.Tipos de drenaje:Para lleva a cabo lo anteriormente citado, se utiliza el drenaje superficial y el drenaje subterráneo.Drenaje superficial.- Se construye sobre la superficie del camino o terreno, con funciones de captación, salida, defensa y cruce, algunas obras cumplen con varias funciones al mismo tiempo.En el drenaje superficial encontramos: cunetas, contra cunetas, bombeo, lavaderos, zampeados, y el drenaje transversal.Cunetas.- Las cunetas son zanjas que se hacen en uno o ambos lados del camino, con el propósito de conducir las aguas provenientes de la corona y lugares adyacentes hacia un lugar determinado, donde no provoque daños, su diseño se basa en los principios de los canales abiertos.Para un flujo uniforme se utiliza la formula de Manning, como se muestra a continuación.
Donde: V = velocidad media en metros por segundon = coeficiente de rugosidad de ManningR = radio hidráulico en metros (área de la sección entre el perímetro mojado)S = pendiente del canal en metros por metro.
Valores de N para la formula de Manning
TIPO DE MATERIA VALORES DE "n "
Tierra común, nivelada y aislada 0.02
Roca lisa y uniforme 0.03
Rocas con salientes y sinuosa 0.04
Lechos pedregosos y bordos enyerbados 0.03
Plantilla de tierra, taludes ásperos 0.03
Determinación del área hidráulica:
Donde: Q = gasto en m3/seg.A = Área de la sección transversal del flujo en m2Debido a la incertidumbre para la determinación del área hidráulica en la practica, las secciones de las cunetas, se proyectan por comparación con otras en circunstancias comunes. Existen diversas formas para construir las cunetas, en la actualidad las más comunes sen las triangulares, como se muestra a continuación:
Se evitara dar una gran longitud a las cunetas, mediante el uso de obras de alivio.En algunos casos será necesario proteger las cunetas mediante zampeados, debido a la velocidad provocada por la pendiente.Las contra cunetas son zanjas que se construyen paralelamente al camino, de forma trapecial comúnmente, con plantilla de 50 cms y taludes adecuados a la naturaleza del terreno.Contra cunetas.- La función de las contra cunetas es prevenir que llegue al camino un exceso de agua o humedad, aunque la practica ha demostrado que en muchos casos no es conveniente usarlas, debido a que como se construyen en la parte aguas arriba de los taludes, provocan reblandecimientos y derrumbes.Si son necesarias, deberá, estudiarse muy bien la naturaleza geológica del lugar donde se van ha construir, alejándolas lo mas posible de los taludes y zampéandolas en algunos casos para evitar filtraciones.Bombeo.- Es la inclinación que se da ha ambos lados del camino, para drenar la superficie del mismo, evitando que el agua se encharque provocando reblandecimientos o que corra por el centro del camino causando daños debido a la erosión.El bombeo depende del camino y tipo de superficie, se mide su inclinación en porcentaje y es usual un 2 a 4 por ciento en caminos revestidos.Zampeado.- Es una protección a la superficie de rodamiento o cunetas, contra la erosión donde se presentan fuertes pendientes. Se realza con piedra, concreto ciclópeo o concreto simple.
Lavaderos.- Son pequeños encauzamientos a traves de cubiertas de concreto, lamina, piedra con mortero o piedra acomodada que se colocan en las salidas de las alcantarillas o terrenos erosionables, eliminando los daños que originaria la velocidad del agua.Drenaje transversal.- Su finalidad es permitir el paso transversal del agua sobre un camino, sin obstaculizar el paso.En este tipo de drenajes, algunas veces será necesario construir grandes obras u obras pequeñas denominadas obras de drenaje mayor y obras de drenaje menor, respectivamente.Las obras de drenaje mayor requieren de conocimientos y estudios especiales, entre ellas podemos mencionar los puentes, puentes –vado y bóvedas.Aunque los estudios estructurales de estas obras son diferentes para cada una, la primera etapa de selección e integración de datos preliminares es común.Así con la comparación de varios lugares del mismo rió o arroyo elegiremos el lugar mas indicado basándonos en el ancho y altura del cruce, de preferencia que no se encuentre en lugares donde la corriente tiene deflexiones y aprovechando las mejores características geológicas y de altura donde vamos descendiendo o ascendiendo con el trazo.Las bóvedas de medio punto construidas con mampostería son adecuadas cuando requerimos salvar un claro con una altura grande de la rasante al piso del rió.Los vados son estructuras muy pegadas al terreno natural, generalmente losas a piso, tienen ventajas en cauces amplios con tirantes pequeños y régimen torrencial por corto tiempo. La construcción de vados es económica y accesibles a los cambios rurales por el aprovechamiento de los recursos del lugar, ya que pueden ser construidos de mampostería, concreto simple, ciclópeo y hasta de lamina. Su diseño debe evitar provocar erosión aguas arriba y aguas abajo, además de evitar que se provoque régimen turbulento que también son causa de socavación.El puente – vado, es una estructura en forma de puente y con características de vado, que permite el paso del agua a través de claros inferiores en niveles ordinarios, y por la parte superior cuando se presentan avenidas con aguas máximas extraordinarias.La altura de la obra debe permitir que cuando se presenten avenidas en aguas máximas extraordinarias los árboles u objetos arrastrados no dañen la estructura.Los puentes son estructuras de mas de seis metros de claro, se distingue de las alcantarillas por el colchón que estas levan en la parte superior.La estructura de un puente esta formada por la infraestructura, la subestructura y la superestructura.La infraestructura se manifiesta en zapatas de concreto o mampostería, cilindros de cimentación y pilotes. La subestructura forma parte de un puente a través de pilas centrales, estribos, columnas metálicas sobre pedestales de concreto, caballetes de madera, etc. la superestructura integra la parte superior de un puente por medio de través de concreto o metálicas, vigas y pisos de madera, losas de concreto, nervaduras armadas de fierro, madera, cable, etc.
Obras de drenaje menor:Las alcantarillas son estructuras transversales al camino que permiten el cruce del agua y están protegidas por una capa de material en la parte superior, pueden ser de forma rectangular, cuadrada, de arco o tubular, se construyen de concreto, lamina, piedra o madera.Para canalizar el agua se complementan con muros o aleros en la entrada y salida, podemos decir que actualmente en los caminos rurales, las mas usuales son las alcantarillas laminares.Drenaje subterráneo.- el drenaje subterráneo es un gran auxiliar para eliminar humedad que inevitablemente ha llegado al camino y así evitar que provoque asentamientos o deslizamientos de material.Son usuales los drenes ciegos que consisten en zanjas bajo las cunetas rellenas con material graduado con una base firme que evite filtraciones mas allá de donde se desea, dirigiendo el agua hacia un lugar donde se le pueda retirar de manera superficial del camino, las dimensiones varían según las características hidrológicas del lugar donde se van ha construir, son funcionales en varios tipos de camino. La plantilla de estos es de 45 cm. Y de 80 a 100 cm. De profundidad, el material se graduara cuidadosamente en capas con tamaños uniformes.
También se usan con el mismo fin drenes con tubos perforados que recogen el agua de la parte inferior del camino bajo las cunetas, su construcción consiste en la apertura de una zanja para colocar un tubo de barro o concreto que canalice el agua.El cuidado con que se coloquen los tubos, la determinación de su diámetro y resistencia, influirá en la funcionalidad y duración del dren.El diámetro no será menor a quince centímetros con numerosas perforaciones, rellenando con material adecuado para evitar taponamientos que junto con las roturas del tubo, son las principales fallas de este tipo de drenaje.Cualquier tipo de drenaje subterráneo, debe permitir una salida fácil del agua con pendiente adecuada no menor del medio por ciento.
PROYECTO: TRAZO DE CARRETERA
1.-ESTUDIO DE LAS RUTAS 1.1. -GENERALIDADES.
La primera etapa en la elaboración de un proyecto vial consiste en el Estudio de las Rutas.Por Ruta se entiende la faja de terreno, de ancho variable, que se extiende entre los puntos
terminales e intermedios por donde la carretera debe obligatoriamente pasar, y dentro de la cual podrá localizarse el trazado de la vía.
Como quiera que las rutas pueden ser numerosas, el estudio de las mismas tiene como finalidad seleccionar aquella que reúna las condiciones óptimas para el desenvolvimiento del trazado. El estudio es por consiguiente un proceso altamente influenciado por los mismos factores que afectan el trazado, y abarca actividades que van desde la obtención de la información relativa a dichos factores hasta la evaluación de la ruta, pasando por los reconocimientos preliminares.
De las actividades que abarca el estudio de las rutas y donde de una u otra manera se aplica la Topografía, se encuentran la elaboración de los croquis y los reconocimientos preliminares. 1.2. -ELABORACIÓN DE LOS CROQUIS.
El estudio de las rutas se realiza, generalmente sobre un mapa de la región, los cuales son una representación del terreno, obtenida por proyección sobre un plano, de una parte de la superficie esférica de la Tierra. El relieve del terreno aparece representado en los mapas por medio de las curvas de nivel, curvas que enlazan puntos del terreno situados a la misma cota.
Los principales mapas que se utilizan en la elaboración del croquis de una vía son editados en escalas 1:25000 y 1:100000.
Con los datos obtenidos de los mapas, el Ingeniero logra formarse una buena idea de la región. Sobre ellos puede señalar los desniveles, los cursos de agua, las filas montañosas, los cruces con otras vías, etc. También puede marcar en ellos, de las informaciones recogidas a través del material de consulta que se ha reunido previamente, los datos de población, zona de producción, intensidad de lluvias, tipos de terrenos y formaciones geológicas, etc.
Además, deben indicarse con especial cuidado los controles primarios que guían el alineamiento general de la vía y por los cuales ésta debe incuestionablemente pasar; y los controles secundarios tales como caseríos, carreteras existentes, sitios de puentes, zonas de terreno firme, cruce con otras vías, minas, bosques, etc.
De esta manera orientado el alineamiento general de la carretera y con los datos adquiridos y anotados sobre los mapas, será posible señalar en ellos varias líneas o croquis de la vía que determinarán fajas de terrenos de ancho variable o rutas, sobre los cuales será posible ubicar el trazado de la carretera. 1.3. -RECONOCIMIENTOS PRELIMINARES.
Una vez elaborados los croquis empieza el trabajo de campo o reconocimiento preliminar.
El reconocimiento es el examen general de las fajas o zonas de terreno que han quedado determinados por los croquis. Su finalidad es la de descubrir las características sobresalientes que hacen a una ruta superior de los demás: sirve también para obtener datos complementarios de la región, tener una idea del posible costo de la construcción de la carretera propuesta, anticipar los efectos potenciales de la carretera en el desarrollo económico de los terrenos que atraviesa y estimar los efectos destructivos que pudiera tener en el paisaje natural.
Con los datos obtenidos durante el reconocimiento preliminar y con la información reunida con anterioridad a él, el Ingeniero se formará un criterio que le permitirá seleccionar las rutas que ameritarán estudio topográfico.
El reconocimiento debe ser rápido y de carácter general y puede realizar recorriendo la ruta a pie. El Ingeniero encargado o en nuestro caso
estudiantes del reconocimiento debe llevar consigo los instrumentos adecuados para la determinación de las elevaciones relativas, la obtención de rumbos y la medida de pendientes. Los barómetros aneroides, las brújulas y los niveles de mano o clisímetros sirven perfectamente para el trabajo.A. -BRUJULAS.
Para la obtención de rumbos se utiliza la brújula (en nuestra práctica no se tuvo posibilidad de manejar este instrumento, pero si se debe utilizar), la cual es útil solamente para levantamientos aproximados. Generalmente son instrumentos de mano. Pueden apoyarse en un bastón o en una vara cualquiera.Cuando se dirige una visual en determinada dirección, la aguja de la brújula (cuando se suelta y queda en reposo) apunta siempre hacia el norte magnético y señala el rumbo magnético en dicha dirección.
Respecto a la explicación científica de este hecho algunas teorías sugieren que se debe al hierro que compone el núcleo de la tierra, mientras que otras la atribuyen a corrientes eléctricas en la atmósfera debidas a la rotación terrestre. El hecho es que la aguja señala el meridiano magnético. Los polos magnéticos norte y sur están situados aproximadamente a 1.600 Km y 2.496 Km respectivamente, de los polos geográficos verdaderos. Las líneas de fuerza magnética de la Tierra que alinean la aguja, tiran de uno de los extremos de ésta y lo hacen quedar debajo de la posición horizontal. El ángulo de esta inclinación magnética, varia de 0° en el Ecuador a 90° en los polos magnéticos. Las brújulas fabricadas para trabajar en el hemisferio Norte traen un contrapeso en la punta Sur para contrarrestar la atracción magnética en el sentido vertical. Esto ayuda para identificar los puntos Norte y Sur.
El ángulo horizontal comprendido entre el meridiano magnético y el meridiano geográfico verdadero se denomina Declinación Magnética. B -CLISIMETROS O ECLIMETROS.
Este instrumento es un nivel de mano que sirve tanto para la nivelación directa como para medir los ángulos de las pendientes. Consiste en un tubo visor de sección cuadrada y de 127 mm de largo, provisto de un tubo de extensión que lo alarga hasta 178 mm. El tubo de extensión tiene una mira de agujero con retículo horizontal en el extremo del ocular.
Atornillado al tubo rectangular de mira, hay un semicírculo graduados en grados y que se lee mediante un nonio, y un eje que atraviesa el arco, lleva un brazo con un nivel de burbuja. Dentro del tubo hay un espejo bien pulido inclinado 45° con respecto a la visual y que permite al observador ver simultáneamente al nivel en el espejo y un punto distante en el retículo.
Para medir un ángulo de inclinación se coloca el nivel de manera que se vea la burbuja en el espejo. Se inclina el tubo para observar la estación próxima y se mueve el tornillo que controla en movimiento lento el nivel de burbuja hasta que se tiene la imagen del nivel de burbuja en el centro de su posición, al lado derecho, y al lado izquierdo el punto visado; de esta manera el nonio se habrá movido por el tornillo de movimiento lento las graduaciones que dan el ángulo de inclinación con aproximación de 10 minutos de arco.
De esta manera cuando se está haciendo el estudio de las rutas para la construcción de una carretera, se pueden obtener las pendientes del terreno con la exactitud necesaria en esta etapa.
2.-ESTUDIO DEL TRAZADO
2.1. -GENERALIDADES .
El proceso de estudio del trazado de una carretera implica una búsqueda contínua, una evaluación y selección de las posibles líneas que se pueden localizar en cada una de las fajas de terreno que han quedado como merecedoras de un estudio más detallado después de haber practicado los reconocimientos preliminares y la evaluación de las rutas.
La finalidad de este estudio es la de establecer en dichas fajas la línea o líneas correspondientes a posibles trazados de la carretera. Para ello es necesario llevar a efecto un minucioso reconocimiento adicional sobre las rutas seleccionadas.
Dos enfoques posibles para efectuar los reconocimientos de campo; el aéreo y el terrestre, utilizados por separado o conjuntamente.
El método terrestre es aconsejable cuando, después de haber llevado a término los reconocimientos preliminares los posibles alineamientos del trazado han quedado bien definidos; asimismo, cuando el ancho de la faja de derecho de vía es reducido y cuando el uso de la tierra es escaso.
El método aéreo, en cambio, es preferible cuando durante dichos reconocimientos no ha sido posible precisar los alineamientos del trazado; cuando el terreno es muy accidentado y cuando el uso de la tierra, es muy intenso.
En última instancia, la selección del método a usar para el reconocimiento de campo deberá basarse en un análisis comparativo de los costos que origine cada una de las técnicas posibles y en la disponibilidad de tiempo acorde a las exigencias de cada una de ellas.
En lo que sigue, se trata solamente el método terrestre, ya que el método aereofotográfico no es materia de este sitio web. 2.2. - RECONOCIMIENTOS TOPOGRAFICOS TERRESTRES .
Los reconocimientos topográficos terrestres se realizan volviendo a recorrer cada una de las fajas definidas por los croquis y consideradas como posibles después de haber llevado a cabo los reconocimientos preliminares. Durante este recorrido se obtiene información adicional sobre la ruta y se establece en ella una línea o poligonal que constituye el trazado de la carretera, la cual debe seguir la dirección general de la vía entre sus extremos, adaptándose a las características topográficas de la ruta escogida.
Esta línea es una primera aproximación del eje de la futura vía y referidos a ella, se anotan los datos que se obtienen durante el reconocimiento topográfico. A. -POLIGONALES DE ESTUDIO.
Si todavía son varias las rutas por estudiar o si dentro de ellas hay posibilidades de varios trazados, las poligonales de estudio deberán levantarse con rapidez y la precisión exigida no será mucha, aunque sí la exactitud y veracidad de los datos.
De haberse reducido las alternativas a una sola, se podría proceder a estudiar en ella la línea preliminar, la cuál si es la poligonal base.
A continuación se tratarán las poligonales de estudio para el caso de varias alternativas.La poligonal de estudio para los reconocimientos topográficos es una línea fácil de llevar. Puede
levantarse de distintas maneras, según el número de zonas a estudiar, la rapidez y precisión requeridas, las características topográficas del terreno y la extensión del proyecto.
La poligonal de estudio debe ser tal que recoja todos los detalles necesarios para que revele claramente cual es la mejor línea o trazado. Generalmente, los lados de estas poligonales se miden con cinta o por medio de la taquimetría, los rumbos se determinan con brújula, las cotas con barómetro y las pendientes con nivel de mano o clisimetro. a. - TAQUIMETRIA.
Por medio de la taquimetría se pueden medir indirectamente distancias horizontales y diferencias de nivel. Se emplea este sistema cuando no se requiere gran precisión o cuando las condiciones del terreno hacen difícil y poco preciso el empleo de la cinta. Para poder usar este método se requiere de un teodolito en cuyo retículo podemos leer el hilo superior (s), el hilo medio (m) y el hilo inferior (i).
Para hacer un levantamiento empleando este sistema se procede al igual que en los diferentes métodos de levantamiento de un terreno con teodolito y cinta, tan solo que, en lugar de medir distancias, se toman las tres lecturas s, m e i, y el valor de ángulo vertical.
-FORMULAS PARA EL CALCULO DE LAS DISTANCIAS HORIZONTALES (DH) Y VERTICALES (DV).
anteojo con vista horizontal
anteojo con vista inclinada
- CALCULO DE COTAS.Para el calculo de cotas, una vez conocida la DV, hay que tener en cuenta si el ángulo vertical es positivo o negativo. Se conoce la cota A y se quiere determinar la cota B (ver figuras). La altura del aparato (h) se puede determinar dando una "vista atrás" a un punto de cota conocida o midiendo directamente la longitud "a", distancia del eje del anteojo al punto A.
La cota B se calcula de la siguiente manera:
La cota B se calcula de la siguiente manera: -SI EL ANGULO VERTICAL ES NEGATIVO.
-SI EL ANGULO VERTICAL ES POSITIVO.
2.3. -ESTUDIO DEL TRAZADO.
Entre dos o más puntos que van a unirse con una carretera pueden trazarse numerosas líneas. El problema radica en seleccionar la que mejor satisfaga las especificaciones técnicas que se hayan establecido.
Por eso, en esta fase, las características topográficas de la zona a explorar, la naturaleza de los suelos y el drenaje son determinantes.
Como quiera que el método de estudio variará según se trate de terreno plano o accidentado, se van a considerar por separado estas distintas topografías.
A. -TRAZADO POR TERRENO PLANO.
Se conceptúan como terreno plano aquellos cuya pendiente general, en el sentido de avance de la vía, es considerablemente inferior a la pendiente máxima estipulada para la vía y en donde el trazo de la línea recta puede constituir la solución de enlace entre dos puntos.
Al trazar carreteras en terrenos planos, una vez determinados los puntos de control t estacados en el terreno, el trabajo se reduce a enlazarlos con el mejor alineamiento posible.
Si bien la línea recta aparenta ser la mejor solución para unir dos puntos en terrenos planos, las exigencias de seguridad y de estética de la carretera desaconsejan seriamente el uso de tangentes demasiado largas y modernamente aún en zonas planas se utilizan los trazados curvilíneos y semicurvilíneos.
*Trazado que no se pudo llevar en la practica de campo B. - TRAZADO POR TERRENO MONTAÑOSO.
En los terrenos montañosos, el unir dos puntos con una línea de pendiente uniforme o de varios tramos de distintas pendientes uniformes es más interesante que el enlace de ellos mediante una línea recta. De esta manera se obtiene un trazado que ofrecerá mayores ventajas a los conductores de vehículos, siempre que no se sobrepasen determinados valores en las pendientes.
3.-ANTEPROYECTO DE CARRETERAS
3.1. - GENERALIDADES.
Después de haber hecho en la etapa de estudio del trazado un reconocimiento en el campo de cada una de las rutas seleccionadas, y luego de hacer una evaluación de cada una de las alternativas y seleccionar la que reúna mejores condiciones llegamos a la etapa del anteproyecto donde se debe fijar en los planos la línea que represente la ruta seleccionada y para tal fin hay que realizar un estudio topográfico de la misma a través de una poligonal base.
3.2. - POLIGONAL BASE.
La poligonal base recibe este nombre debido a que servirá de apoyo para el futuro replanteo de la obra.
El levantamiento de esta poligonal consiste en la medición de los ángulos y los lados, en la nivelación de todos sus vértices y en la toma de las secciones transversales.
Estas poligonales son abiertas, por que comienzan y terminan en puntos diferentes, pero deben tener controles en su trayectoria, según esto se pueden presentar dos casos:
a) Poligonales que comienzan y terminan en puntos de coordenadas conocidas, las cuales tendrán control azimutal y métrico.
b) Poligonales que comienzan y terminan en puntos de coordenadas desconocidas, las cuales tendrán control azimutal a través de acimutes determinados por medio de observaciones solares y que se aconsejan realizar cada 5 kilómetros.
Los instrumentos utilizados en el levantamiento de esta poligonal deben garantizar la precisión exigida, los mismos deben ser tales como teodolitos, niveles automáticos, cinta métricas, estadía invar, etc.
En la figura el enlace de los puntos A y B con una línea recta es imposible, pues, aunque se encuentran en
la misma cota del terreno, la línea que los une pasa sobre un profundo barranco. El enlace entre estos puntos deberá hacerse con una línea de pendiente, pues no solo se trata de unir dos puntos sino también de vencer un fuerte desnivel.
3.3. - DIBUJO DE LOS PLANOS DE LA FAJA DE ESTUDIO .
Con los datos de la poligonal de precisión se van a confeccionar los planos de conjunto, plantas, perfil longitudinal y secciones transversales.El plano de conjunto, dibujado generalmente a escala 1:25000 ó 1:10000, permite obtener la disposición adecuada de las láminas de planta sobre las cuales va a elaborarse el anteproyecto. De esta manera, dentro de cada lámina deberá quedar dispuesta la mayor longitud posible de la poligonal.
A - DIBUJO DE LA PLANTA.
El dibujo de la planta se hace generalmente en láminas o en rollos de papel transparente de 50 a 55 cms. de ancho y tan largos como sea posible usándose la escala 1:1000, aunque en terrenos francamente llanos también se puede emplear la escala 1:2000.En estos planos debe aparecer la poligonal base dibujada a escala, con los siguientes datos: Número de cada vértice, ángulo en cada vértice y coordenadas de cada vértice.Igualmente deben indicarse en líneas finas, pero visibles, las secciones transversales con sus acotamientos respectivos, las curvas de nivel dibujadas de 2 en 2 metros en zonas montañosas y onduladas, y de metro en metro en zonas llanas, destacando las curvas correspondientes a las cotas que son múltiplo de diez.En cada plano debe señalarse el norte astronómico y una cuadrícula de coordenadas
B. - DIBUJO DE PERFIL LONGITUDINAL.
Este se hace en papel milimetrado, en escalas 1:1000 horizontal y 1:100 vertical, o 1:2000 horizontal y 1:200 vertical. Esta relación de escala facilita la visualización de los datos del perfil.En estos planos se dibujará el perfil natural del terreno deducido de las curvas de nivel de la planimetría, indicando todos los detalles importantes de la topografía del terreno, quiebres del mismo, quebradas, ríos, rumbos obligados, etc.
C.- DIBUJO DE LAS SECCIONES TRANSVERSALES.
Los datos de las secciones transversales se utilizan para dibujar el perfil del terreno, en dirección transversal a la poligonal base, y para dibujar las curvas de nivel en el plano de planta.Para el dibujo de los perfiles transversales se usan las escalas 1:100 ó 1:200.En la lámina de papel milimetrado se señala un eje vertical y para cada sección se marca un datum. Los datos de la sección transversal son dibujados a derecha e izquierda del eje.
4.-DISEÑO GEOMÉTRICO EN PLANTA Y PERFIL SEGÚN SUS NORMAS
Alineación Horizontal
El alineamiento horizontal deberá permitir la operación ininterrumpida de los vehículos, tratando de conservar la misma velocidad directriz en la mayor longitud de carretera que sea posible.
En general, el relieve del terreno es el elemento de control del radio de las curvas horizontales y el de la velocidad directriz.
Esta última, a su vez, controla la distancia de visibilidad.
El trazado en planta de un tramo se compondrá de la adecuada combinación de los siguientes elementos: recta, curva circular y curva de transición.
En proyectos de carreteras de calzadas separadas, se considerará la posibilidad de trazar las calzadas a distinto nivel o con ejes diferentes, cuando el terreno así lo aconseje.
La definición del trazado en planta se referirá a un eje, que define un punto en cada sección transversal. En general, salvo en casos suficientemente justificados, se adoptará para la definición del eje:
En carreteras de calzadas separadas
- El centro del separador central, si este fuera de ancho constante o con variación de ancho aproximadamente simétrico.
- El borde interior de la calzada a proyectar en el caso de duplicaciones.
- El borde interior de cada calzada en cualquier otro caso.
En carreteras de calzada única
- El centro de la calzada, sin tener en cuenta eventuales carriles adicionales
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Se presenta aquí algunos aspectos fundamentales que habrán de considerarse en el diseño del alineamiento, considerando su fluidez y apariencia general:
• Los tramos excesivamente extensos en tangente, convenientes para las vías férreas, no son deseables para las carreteras. Para las carreteras de un patrón elevado (autopistas o multicarril), el trazado deberá ser más bien una serie de curvas de radios amplios que de extensas tangentes, "quebradas" por curvas de pequeña amplitud circular. Amén de reducir la sensación de monotonía para el conductor, ese patrón de trazado se ajusta mejor a la conformación básica de las líneas naturales, pudiendo reducir los rasgos causados por el terraplén en el paisaje.
• En el caso de ángulos de deflexión pequeños, iguales o inferiores a 5º, los radios deberán ser suficientemente grandes para proporcionar longitud de curva mínima L obtenida con la fórmula siguiente:
L > 30 (10 - ), < 5º
(L en metros; en grados)
No se usará nunca ángulos de deflexión menores de 59' (minutos).
La longitud mínima de curva (L) será:
Carretera Red Nacional L (m)
Autopista ó Multicarril 6 V
Dos Carriles 3 V
V = Velocidad de diseño (Kph)
• Las consideraciones de apariencia de la carretera y de orientación del conductor recomiendan que, en la medida de lo posible, las curvas circulares estén dotadas de curvas de transición, incluso en los casos en que, conforme a los criterios usuales, éstas estarían dispensadas.
• Al final de las tangentes extensas o tramos con leves curvaturas, o incluso donde siga inmediatamente un tramo con velocidad de diseño inferior, las curvas horizontales que se introduzcan deberán concordar con la mayor posibilidad precedente, preferiblemente bien por encima del mínimo necesario, y proporcionando una sucesión de curvas con radios gradualmente decrecientes para orientar al conductor. En estos casos, siempre deberá considerarse el establecimiento de señales adecuadas de advertencia para paliar las deficiencias que emanen de este hecho.
• No son deseables dos curvas sucesivas en el mismo sentido cuando entre ellas existe un tramo en tangente. Preferiblemente, serán sustituidas por una curva extensa única bien estudiada o, por lo menos, la tangente intermedia deberá sustituirse por un arco circular, constituyéndose entonces en curva compuesta. Sí no es posible adoptar estas medidas, la tangente intermedia deberá ser superior a los 500 metros.
• Las curvas sucesivas en sentidos opuestos, dotadas de curvas de transición, deberán tener sus extremos coincidentes o separados por cortas extensiones en tangente.
Con todo, en el caso de curvas opuestas sin espiral, la extensión mínima de la tangente intermedia deberá permitir la transición del peralte.
Aunque sea deseable, se reconoce que, en diversos casos, no será posible aplicar muchos criterios arriba descritos, como por ejemplo, cuando sea necesario ajustar el trazado a elementos rectilíneos del paisaje, tales como valles estrechos, vías férreas, redes viales urbanas, etc., o aprovechar trazados ya existentes.
Además, la necesidad de proporcionar suficiente distancia de visibilidad de parada limita el empleo de tramos curvilíneos.
• Deberá buscarse un alineamiento horizontal homogéneo, en el cual tangente y curvas se suceden armónicamente.
• Desarrollos
No se utilizarán desarrollos en Carreteras de 1er orden y Multicarril de 2do. orden, en las restantes se evitará, en lo posible, los desarrollos artificiales. Cuando las circunstancias hagan indispensable su empleo, el proyectista hará una amplia justificación de ello.
Las ramas de los desarrollo tendrán la máxima longitud posible y la máxima pendiente admisible, evitando la superposición de varias de ellas sobre la misma ladera.
Al proyectar una sección de carretera en desarrollo, será probablemente necesario reducir la velocidad directriz, lo que se hará con sujeción a lo dispuesto en el Tópico 204.07.
TRAMOS EN TANGENTE
A efectos de la presente Norma, en caso de disponerse el elemento tangente, las longitudes mínima admisible y máxima deseable, en función de la velocidad de proyecto, serán las dadas en la
Tabla.LONGITUD DE TRAMOS EN TANGENTE
Vd (Km/h)
L min.s
(m)L min.o
(m)L máx
(m)
30 42 84 500
40 56 111 668
50 69 139 835
60 83 167 1002
70 97 194 1169
80 111 222 1336
90 125 250 1503
100 139 278 1670
110 153 306 1837
120 167 333 2004
130 180 362 2171
140 195 390 2338
150 210 420 2510
Siendo:
L min.s = Longitud mínima (m) para trazados en “S” (alineación recta entre alineaciones curvas con radios de curvatura de sentido contrario).
L min.o = Longitud mínima (m) para el resto de casos (alineación recta entre alineaciones curvas con radios de curvatura del mismo sentido).
L máx = Longitud máxima (m).
Vd = Velocidad de diseño (Km/h)
CURVAS CIRCULARES
Elementos de la Curva Circular.
En la Figura se ilustran los diversos elementos asociados a una curva circular.
La simbología normalizada que se define a continuación deberá ser respetada por el
proyectista.
Las medidas angulares se expresan en grados sexagesimales.
P.C. : Punto de inicio de la curva
P.I. : Punto de Intersección de 2 alineaciones consecutivas
P.T. : Punto de tangencia
E : Distancia a externa (m)
M : Distancia de la ordenada media (m)
R : Longitud del radio de la curva (m)
T : Longitud de la subtangente (P.C a P.I. y P.I. a P.T.) (m)
L : Longitud de la curva (m)
L.C : Longitud de la cuerda (m
D : Angulo de deflexión (º)
p : Peralte; valor máximo de la inclinación transversal de la calzada, sociado al diseño de la curva (%)
Sa : Sobreancho que pueden requerir las curvas para compensar el aumento de espacio lateral que experimentan los vehículos al describir la curva (m)
Radios Mínimos Absolutos
Los radios mínimos que se usarán en las diferentes carreteras serán función de la velocidad directriz y del peralte, de acuerdo a los valores que se indican en la Tabla
Figura simbología de curva circular
RADIOS MÍNIMOS Y PERALTES MÁXIMOS PARA DISEÑO DE CARRETERAS
Ubicación de la Vía Velocidad de diseño (Kph) Þ máx. % Radio Mínimo (m)
Área Urbana (Alta Velocidad)
30 4,00 3540 4,00 6050 4,00 10060 4,00 15070 4,00 21580 4,00 28090 4,00 375100 4,00 495110 4,00 635120 4,00 875130 4,00 1110140 4,00 1405150 4,00 1775
Área Rural (con 30 6,00 30
peligro de Hielo)
40 6,00 5550 6,00 9060 6,00 13570 6,00 19580 6,00 25590 6,00 335100 6,00 440110 6,00 560120 6,00 755130 6,00 950140 6,00 1190150 6,00 1480
Área Rural(Tipo 1,2 ó 3)
30 8,00 3040 8,00 5050 8,00 8560 8,00 12570 8,00 17580 8,00 23090 8,00 305100 8,00 395110 8,00 505120 8,00 670130 8,00 835140 8,00 1030150 8,00 1265
Área Rural(Tipo 3 ó 4)
30 12,00 2540 12,00 4550 12,00 7060 12,00 10570 12,00 15080 12,00 19590 12,00 255100 12,00 330110 12,00 415120 12,00 540130 12,00 665140 12,00 815150 12,00 985
Relación del Peralte, Radio y Velocidad Específica
Las Figuras 304.03, 304.04, 304.05 y 304.06 permiten obtener el peralte y el radio para una curva que se desea diseñar para una velocidad específica determinada.
Curvas en Contra peralte.
Sobre ciertos valores del radio, es posible mantener el bombeo normal de la calzada, resultando una curva que presenta, en una o en todas sus carriles, un contra peralte en relación al sentido de giro de la curva. Puede resultar conveniente adoptar esta solución cuando el radio de la curva es igual o mayor que el indicado en la Tabla de alguna de las siguientes situaciones:
(1) La pendiente longitudinal es muy baja y la transición de peralte agudizará el problema de drenaje de la calzada.
(2) Se desea evitar el escurrimiento de agua hacia el separador central.
(3) En zonas de transición donde existen ramales de salida o entrada asociados a una curva amplia de la carretera, se evita el quiebre de la arista común entre ellas.
RADIO LÍMITES EN CONTRAPERALTE - CALZADAS CON PAVIMENTOS
V (KPH) 60 70 80 90 100 110 120
RL Adoptado 1000 1000 1200 1600 2000 2800 4000
En caminos de velocidad de diseño inferior a 60 KPH o cuya calzada no cuente con pavimento, no se usarán contra peraltes.
TRANSICIÓN DE PERALTE
La variación del peralte requiere una longitud mínima, de forma que no se supere un determinado valor máximo de la inclinación que cualquier borde de la calzada tenga con relación a la del eje del giro del peralte.
A efectos de aplicación de la presente Norma, dicha inclinación se limitará a un valor máximo (ipmáx) definido por la ecuación:
ipmax = 1,8 - 0,01.V
Siendo:
ipmáx : Máxima inclinación de cualquier borde de la calzada respecto al eje de la misma (%).
V : Velocidad de diseño (Kph).
La longitud del tramo de transición del peralte tendrá por tanto una longitud mínima definida por la ecuación:
Siendo :
Lmín : Longitud mínima del tramo de transición del peralte (m).
pf : Peralte final con su signo (%)
pi : Peralte inicial con su signo (%)
B : Distancia del borde de la calzada al eje de giro del peralte (m).
SOBREANCHO
Necesidad del sobreancho
Las secciones en curva horizontal, deberán ser provistas del sobreancho necesario para compensar el mayor espacio requerido por los vehículos.
Valores del sobreancho
La Figura muestra los valores de sobreancho.
Los valores de sobreancho calculados podrán ser redondeados, para obtener valores que sean múltiplos de 0,10 metros. En la Tabla , se entregan los valores redondeados para el vehículo de diseño y 2 carriles.
Para anchos de calzada en recta >7,0 m, los valores del sobreancho de la Tabla podrán ser reducidos en el porcentaje que se da en la Figura (a) en función a la radio de la curva.
El valor del sobreancho, estará limitado para curvas de radio menor a lo indicado en la Tabla (asociado a V < 80 Kph) y se debe aplicar solamente en el borde interior de la calzada. En el caso de colocación de una junta central longitudinal o de demarcación, la línea se debe fijar en toda la mitad de los bordes de la calzada ya ensanchada.
Para radios mayores, asociados a velocidades mayores de 80 Kph, el valor del sobreancho será calculado en cada caso.
VALORES DEL SOBREANCHO
Nº DE CARRILES : 2
V = 30 KPH V = 40 KPH V = 50 KPH V = 60 KPH V = 70 KPH V = 80 KPHCalculo
Recomendado
Calculo
Recomendado
Calculo
Recomendado
Calculo
Recomendado
Calculo
Recomendado
Calculo
Recomendado
R (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)25 2.78 2.8 282.5 2.5 30 2.35 2.4 35 2.05 2.1 37 1.95 2 40 1.82 1.9 45 1.64 1.7 1.79 1.8 50 1.5 1.5 1.64 1.7 55 1.38 1.4 1.51 1.5
60 1.28 1.3 1.41 1.4 70 1.12 1.2 1.24 1.3 1.36 1.4 80 1 1 1.11 1.1 1.23 1.2 90 0.91 0.9 1.01 1 1.12 1.1 100 0.83 0.9 0.93 0.9 1.03 1 1.13 1.1
120 0.72 0.8 0.81 0.8 0.9 0.9 0.99 1
130 0.67 0.7 0.76 0.8 0.85 0.9 0.94 1
150 0.6 0.6 0.68 0.7 0.76 0.8 0.85 0.9 0.93 0.9
200 0.48 0.5 0.55 0.6 0.62 0.6 0.69 0.7 0.76 0.8 0.83 0.8
250 0.4 0.4 0.47 0.5 0.53 0.5 0.59 0.6 0.66 0.7 0.72 0.7
300 0.35 0.4 0.41 0.4 0.47 0.55 0.52 0.5 0.58 0.6 0.64 0.6
350 0.31 0.3 0.37 0.4 0.42 0.4 0.47 0.5 0.53 0.5 0.58 0.6
400 0.28 0.3 0.33 0.4 0.38 0.4 0.43 0.4 0.48 0.5 0.53 0.5
450 0.31 0.3 0.35 0.4 0.4 0.4 0.45 0.4 0.5 0.5
500 0.33 0.3 0.37 0.4 0.42 0.4 0.46 0.5
550 0.35 0.4 0.4 0.4 0.44 0.4
600 0.33 0.3 0.37 0.4 0.42 0.4
650 0.36 0.4 0.4 0.4
700 0.34 0.3 0.38 0.4
800 0.35 0.4
900 0.33 0.3
FIGURA VALORES DE SOBREANCHO
RADIO (R)(m)
FACTOR DEREDUCCION
RADIO (R)(m)
FACTOR DEREDUCCION
25 0.86 130 0.5228 0.84 150 0.4730 0.83 200 0.38
35 0.81 250 0.2737 0.8 300 0.1840 0.79 350 0.1245 0.77 400 0.0750 0.75 450 0.0855 0.72 500 0.0560 0.7 70 0.69 80 0.63 90 0.6 100 0.59 120 0.54
NOTA: El valor mínimo del sobreancho a aplicar es de 0,30 m.
402.06.03 Longitud de transición y desarrollo del sobreancho
La Figura (a), (b) y (c), muestran la distribución del sobreancho en los sectores de transición y circular, con la cual se forma una superficie adicional de calzada, que facilita al usuario especialmente de vehículo pesado maniobrar con facilidad.
En la Figura (a), la repartición del sobreancho se hace en forma lineal empleando para ello, la longitud de transición de peralte de esta forma se puede conocer el sobreancho deseado en cualquier punto, usando la siguiente relación matemática.
Donde:
San : Sobreancho deseado en cualquier punto (m)
Sa : Sobreancho calculado para la curva, (m)
Ln : Longitud arbitraria, a la cual se desea determinar el sobreancho (m)
L : Longitud de transición de peralte (m).
La distribución del sobreancho cuando un arco de espiral empalma dos arcos circulares de radio diferente y del mismo sentido. Se debe hacer aplicando la siguiente relación matemática, la cual se obtiene a partir de una distribución lineal; la Figura 402.03 (c), describe los elementos utilizados en el cálculo.
Donde:
San : Sobreancho deseado en cualquier punto (m)
Sa1 : Longitud arbitraria, a la cual se desea determinar el sobreancho (m)
Sa2 : Sobreancho calculado para el arco circular de mayor curvatura (m)
Ln : Longitud arbitraria, a la cual se desea determinar el sobreancho (m)
L : Longitud del arco de transición (m).
FIGURA Sobreancho en transición con espirales
CURVAS DE TRANSICIÓN.
Funciones
Las curvas de transición tienen por objeto evitar las discontinuidades en la curvatura del trazo, por lo que, en su diseño deberán ofrecer las mismas condiciones de seguridad, comodidad y estética que el resto de los elementos del trazado.
Tipo de espiral de transición
Se adoptará en todos los casos como curva de transición la clotoide, cuya ecuación intrínseca es:
R . L = A2
Siendo:
R : radio de curvatura en un punto cualquiera
L : Longitud de la curva entre su punto de inflexión (R = œ) y el punto de radio R
A : Parámetro de la clotoide, característico de la misma
Elección del Parámetro para una Curva de Transición
El criterio empleado para relacionar el parámetro de una clotoide con la función que ella debe cumplir en una Curva de Transición en carreteras, se basa en el cálculo del desarrollo requerido por la clotoide para distribuir a una tasa uniforme (J m/seg3), la aceleración transversal no compensada por el peralte, generada en la curva circular que se desea enlazar.
V : Velocidad de Diseño (Kph)
R : Radio de curvatura (m)
J Tasa uniforme (m/seg3 )
p : Peralte correspondiente a V y R. (%)
(*) Representa la ecuación general para determinar el parámetro mínimo que corresponde a una clotoide calculada para distribuir la aceleración transversal no compensada, a una tasa J compatible con la seguridad y comodidad.
A efectos prácticos, se adoptarán para J los valores indicados en la Tabla .
VARIACIÓN DE LA ACELERACIÓN TRANSVERSAL POR UNIDAD DE TIEMPO
V (Km/h) V < 80 80 < V < 100 100 < V < 120 120 < V
J (m/s3) 0,5 0,4 0,4 0,4
Jmáx (m/s3) 0,7 0,8 0,5 0,4
Sólo se utilizarán los valores de J máx cuando suponga una economía tal que justifique suficientemente esta restricción en el trazado, en detrimento de la comodidad.
En la Tabla se muestran tabulados algunos valores mínimos comunes a modo de ejemplo para el cálculo. En ningún caso se adoptarán longitudes de transición menores a 30 m.
TABLA
Velocidad Radio min. J Peraltemáx. A min.
Longitud de Transición (L)Calculada Redondeada
KPH m m/seg3 % m m m30 24 0,5 12 26 28 3030 26 0,5 10 27 28 3030 28 0,5 8 28 28 3030 31 0,5 6 29 27 3030 34 0,5 4 31 28 3030 37 0,5 2 32 28 3040 43 0,5 12 40 37 4040 47 0,5 10 41 36 4040 50 0,5 8 43 37 4040 55 0,5 6 45 37 4040 60 0,5 4 47 37 4040 66 0,5 2 50 38 4050 70 0,5 12 55 43 4550 76 0,5 10 57 43 4550 82 0,5 8 60 44 4550 89 0,5 6 62 43 4550 98 0,5 4 66 44 4550 109 0,5 2 69 44 4560 105 0,5 12 72 49 5060 113 0,5 10 75 50 5060 123 0,5 8 78 49 5060 135 0,5 6 81 49 5060 149 0,5 4 86 50 5060 167 0,5 2 90 49 5070 148 0,5 12 89 54 5570 161 0,5 10 93 54 5570 175 0,5 8 97 54 55
70 193 0,5 6 101 53 5570 214 0,5 4 107 54 5570 241 0,5 2 113 53 5580 194 0,4 12 121 75 7580 210 0,4 10 126 76 7580 229 0,4 8 132 76 7580 252 0,4 6 139 77 7580 280 0,4 4 146 76 7580 315 0,4 2 155 76 7590 255 0,4 12 143 80 8090 277 0,4 10 149 80 8090 304 0,4 8 155 79 8090 336 0,4 6 163 79 8090 375 0,4 4 173 80 8090 425 0,4 2 184 80 80100 328 0,4 12 164 82 85100 358 0,4 10 171 82 85100 394 0,4 8 179 81 85100 437 0,4 6 189 82 85100 492 0,4 4 200 81 85100 582 0,4 2 214 81 85110 414 0,4 12 185 83 90110 454 0,4 10 193 82 90110 501 0,4 8 203 82 90110 560 0,4 6 215 83 90110 635 0,4 4 229 83 90110 733 0,4 2 246 83 90120 540 0,4 12 199 73 75120 597 0,4 10 209 73 75120 667 0,4 8 221 73 75120 756 0,4 6 236 74 75120 872 0,4 4 253 73 75120 1031 0,4 2 275 73 75130 700 0,4 12 208 62 65130 783 0,4 10 220 62 65130 887 0,4 8 234 62 65130 1024 0,4 6 252 62 65130 1210 0,4 4 274 62 65130 1479 0,4 2 303 62 65140 908 0,4 12 208 48 50140 1029 0,4 10 221 47 50140 1187 0,4 8 238 48 50140 1403 0,4 6 259 48 50140 1715 0,4 4 286 48 50140 2205 0,4 2 324 48 50
Parámetros Mínimos y Deseables.
El valor Amín calculado con el criterio de limitación del crecimiento de aceleración transversal no compensada, deberá cumplir además las siguientes condiciones:
(a) Por Estética y Guiado Óptico
(b) Por Condición de Desarrollo de Peralte.
Para velocidades bajo 60 Kph, cuando se utilizan radios del orden del mínimo, o en calzadas de más de dos carriles la longitud de la curva de transición correspondiente a Amín. puede resultar menor que la longitud requerida para desarrollar el peralte dentro de la curva de transición. En estos casos se determinará A, imponiendo la condición que "L" (largo de la curva de transición) sea igual al desarrollo de peralte "I", requerido a partir del punto en que la pendiente transversal de la calzada o carril es nula.
Radios que permiten Prescindir de la Curva de Transición.
RADIOS SOBRE LOS CUALES SE PUEDE
PRESCINDIR DE LA CURVA DE TRANSICIÓN
V (Kph) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
R (m) 80 150 225 325 450 600 750 900 1200 1500 1800 2000
La anterior tabla no significa que para radios superiores a los indicados se deba suprimir la curva de transición; ello es optativo y dependerá en parte del sistema de trabajo en uso.
Transición del Peralte.
Cuando la transición del peralte se realice a lo largo de una curva de transición, su longitud deberá respetar la longitud mínima derivada del cumplimiento de la limitación establecida en el Tópico 402.05.
El desvanecimiento del bombeo se hará en la alineación recta e inmediatamente antes de la tangente de entrada, en una longitud máxima de cuarenta metros (40 m) en carreteras de calzadas separadas y en una longitud máxima de veinte metros (20 m)
en carreteras de calzada única, y de la siguiente forma:
- Bombeo con dos pendientes. Se mantendrá el bombeo en el lado de plataforma que tiene el mismo sentido que el peralte subsiguiente, desvaneciéndose en el lado con sentido contrario al peralte.
- Bombeo con pendiente única del mismo sentido que el peralte subsiguiente. Se mantendrá el bombeo hasta el inicio de la clotoide.
- Bombeo con pendiente única de sentido contrario al peralte subsiguiente. Se desvanecerá el bombeo de toda la plataforma.
La transición del peralte propiamente dicha se desarrollará en los tramos siguientes:
- Desde el punto de inflexión de la clotoide (peralte nulo) al dos por ciento (2%) en una longitud máxima de cuarenta metros (40 m), para carreteras de calzadas separadas, y de veinte metros (20 m) para carreteras de calzada única.
- Desde el punto de peralte dos por ciento (2%), hasta el peralte correspondiente a la curva circular (punto de tangencia), el peralte aumentará linealmente.
En el caso de que la longitud de la curva circular sea menor de treinta metros (30 m), los tramos de transición del peralte se desplazarán de forma que exista un tramo de treinta metros (30 m) con pendiente transversal constante e igual al peralte correspondiente al radio de curvatura de la curva circular.
Desarrollo del Sobreancho
La longitud normal para desarrollar el sobreancho será de 40 m. Si la curva de transición es mayor o igual a 40 m, el inicio de la transición se ubicará 40 m, antes del principio de la curva circular. Si la curva de transición es menor de 40 m, el desarrollo del sobreancho se ejecutará en la longitud de la curva de transición disponible.
El desarrollo del sobreancho se dará, por lo tanto, siempre dentro de la curva de transición, adoptando una variación lineal con el desarrollo y ubicándose el costado de la carretera que corresponde al interior de la curva.
CURVAS COMPUESTAS
Caso General
En general, se evitará el empleo de curvas compuestas, tratando de reemplazarlas por una sola curva.
Caso Excepcional
En caso excepcional se podrá usar curvas compuestas, aclarando las razones, técnico-económicas u otras, que justifican el empleo de dos curvas continuas de radio diverso.
En tal caso y en el caso de usar la policéntrica de tres centros, deberán respetarse las siguientes condiciones:
- El radio de una de las curvas no será mayor de 1.5 veces el radio de la otra.
- Para armonizar los valores del peralte y sobreancho de cada una de las curvas vecinas, se empleará una longitud de transición que se determinará con la condición indicada en el Tópico 402.05.
La variación del peralte se efectuará dentro de la curva de radio mayor, a partir del P.C.C.
Curvas Vecinas del mismo sentido
En general se evitará el empleo de curvas del mismo sentido, cuando sean separadas por un tramo en tangente de una longitud menor de 450 m, más o menos.
Cuando dos curvas del mismo sentido se encuentran separadas por una tangente menor o igual a 100 m, deberán reemplazarse por una sola curva, o excepcionalmente, por una curva policéntrica.
Curva y Contracurva (curva "S")
(a) Curva "S" con Curva de Transición
Entre dos curvas de sentido opuesto deberá existir siempre un tramo en tangente lo suficientemente largo como para permitir las longitudes de transición indicadas en el Tópico 402.07
(b) Curva "S" sin Curva de Transición
La longitud mínima de tangente entre dos curvas de sentidos inversos será aquella necesaria para permitir la transición del peralte con los límites de incremento fijados en el Tópico 402.05.
CURVAS DE VUELTA
La Figura 402.04, ilustra un caso general en que las alineaciones de entrada y salida de la curva de vuelta presentan una configuración compleja. En la práctica, ambas ramas pueden ser alineaciones rectas con sólo una curva de enlace intermedia. Según sea el desarrollo de la curva de vuelta propiamente tal, estas alineaciones podrán ser paralelas entre sí, divergentes, etc.
La curva de vuelta propiamente tal quedará definida por dos arcos circulares correspondientes al radio interior "Ri" y exterior "Re".
Los valores posibles para Ri y Re. Según los vehículos tipo que se prevean, se indican en la Tabla 402.09.
Figura curva de vuelta
TABLA
RADIO EXTERIOR MÍNIMO CORRESPONDIENTE A UN RADIO INTERIOR
ADOPTADO
Radio interior Ri (m)
Radio Exterior Mínimo Re (m). según maniobra previstaT2S2 C2 C2+C2
6,0 14,00 15,75 17,507,0 14,50 16,50 18,258,0 15,25 17,25 19,0010,0 16,75 * 18,75 20,5012,0 18,25 * 20,50 22,2515,0 21,00 * 23,25 24,7520,0 26,00 * 28,00 29,25
* La tabla considera un ancho de calzada en recta de 6m., en caso de que ella sea superior, Re deberá
aumentarse consecuentemente hasta que Re - Ri = Ancho Normal Calzada.
El radio interior de 6 m, representa un mínimo absoluto y sólo podrá ser usado en caminos de muy poco tránsito, en forma excepcional.
El radio interior de 8 m, representa un mínimo normal en caminos de poco tránsito.
En carreteras de importancia se utilizarán radios interiores >15 m.
Pendiente Longitudinal y Peralte
En la zona de la curva de retorno se deberán respetar las siguientes pendientes máximas, según el borde interior de la calzada.
Zona con hielo o nieve: 4%
Otras zonas: 5%
Si las pendientes de los alineamientos anterior y/o posterior son mayores que los valores indicados, las curvas verticales requeridas para enlazar el cambio de pendiente deberán terminarse o iniciarse en el tramo recto anterior o posterior a las citadas curvas de enlace.
Transición. El desarrollo del peralte se dará en las curvas de anterior y posterior a la curva de vuelta.
Cuando el borde exterior de la curva coincide con el carril de subida, se procurará utilizar una transición de peralte lo más larga posible, a fin de que el incremento de pendiente en la curva de enlace, por concepto de pendiente relativa de borde, sea moderado. Ello puede implicar el uso de un parámetro mayor que el mínimo aceptable, a fin de lograr un mayor desarrollo de la clotoide.
VISIBILIDAD
Visibilidad de Parada
La distancia de visibilidad de parada será la determinada de la Figura 402.05
Visibilidad de Paso
La distancia de visibilidad de paso será la determinada de la Figura 402.06
Banquetas de Visibilidad
En las curvas horizontales deberán asegurarse la visibilidad a la distancia mínima de parada, de acuerdo a lo indicado en la Sección 204 y en el Tópico 402.10.
El control de este requisito y la determinación de la eventual banqueta de visibilidad se definirá, luego de verificar si una curva provee o no la distancia de visibilidad requerida. Con ese fin se presenta la Figura 402.07, si la verificación indica que no se tiene la visibilidad requerida y no es posible o económico aumentar el radio de la curva. Se recurrirá al procedimiento de la Figura 402.08.
Asimismo se presenta la Tabla 402.10 con los alejamientos mínimos de obstáculos en tangente.
ALEJAMIENTO MÍNIMO DE LOS OBSTÁCULOS FIJOS EN TRAMOS EN
TANGENTE MEDIDO DESDE EL BORDE DE LA BERMA HASTA EL BORDE DEL
OBJETO
Descripción Alejamiento (m)
Obstáculos aislados (pilares, postes, etc.) 1,50 (0,60)
Obstáculos continuos (muros, paredes, barreras, etc.) 0,60 (0,30)
Pared, muro o parapeto, sin flujo de peatones 0,80 (0,60)
Ídem, con flujo de peatones 1,50
Nota : Alejamientos desde el borde exterior de la berma
( ) : Valores mínimos absolutos, no aceptables para las carreteras de la Red Vial Nacional.
Figura 402.05 .....
FIGURA 402.06 .... DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PASO
FIGURA DESPEJE LATERAL REQUERIDO
FIGURA VISIBILIDAD EN CURVA
Zonas de No Adelantar
Toda vez que no se disponga la visibilidad de adelantamiento mínima, por restricciones causadas por elementos asociados a la planta o elevación o combinaciones de éstos, la zona de adelantamiento prohibido deberá quedar señalizada mediante pintura en el pavimento y/o señalización vertical. En caminos de alto tránsito en que los mismos vehículos pueden obstaculizar la visibilidad de la señalización, se considerará la utilización de señalización vertical adicional, en el lado izquierdo de la carretera.
COORDINACIÓN ENTRE CURVAS CIRCULARES.
Para todo tipo de carretera, cuando se enlacen curvas circulares consecutivas sin recta intermedia, así como mediante recta de longitud menor o igual que 200 m, la relación de radios de las curvas circulares no sobrepasará los valores obtenidos a partir de las Figuras. La tabulación correspondiente a las figuras está en las Tablas , considerando:
Grupo 1 : Carreteras de calzadas separadas y carreteras de 1ra. clase.
Grupo 2 : Carreteras de 2da. clase.
FIGURA RELACION DE RADIOS GRUPO 1
RELACIÓN ENTRE RADIOS CONSECUTIVOS - GRUPO 1
RadioEntrada(m)
Radio Salida (m) RadioEntrada(m)
Radio Salida (m)
Máximo Mínimo Máximo Mínimo
250 375 250 820 > 1720 495260 390 250 840 > 1720 503270 405 250 880 > 1720 510280 420 250 880 > 1720 517290 435 250 900 > 1720 524300 450 250 920 > 1720 531310 466 250 940 > 1720 537320 481 250 960 > 1720 544330 497 250 980 > 1720 550340 513 250 1000 > 1720 558350 529 250 1020 > 1720 561360 545 250 1040 > 1720 567370 562 250 1060 > 1720 572380 579 253 1080 > 1720 578390 596 260 1100 > 1720 583400 614 267 1120 > 1720 588410 633 273 1140 > 1720 593420 652 280 1160 > 1720 598430 671 287 1180 > 1720 602440 692 293 1200 > 1720 607450 713 300 1220 > 1720 611
460 735 306 1240 > 1720 616470 758 313 1260 > 1720 620480 781 319 1280 > 1720 624490 806 326 1300 > 1720 628500 832 332 1320 > 1720 632510 859 338 1340 > 1720 636520 887 345 1360 > 1720 640530 917 351 1380 > 1720 644540 948 357 1400 > 1720 648550 981 363 1420 > 1720 651560 1015 369 1440 > 1720 655570 1051 375 1460 > 1720 659580 1089 381 1480 > 1720 662590 1128 386 1500 > 1720 666600 1170 392 1520 > 1720 669610 1214 398 1540 > 1720 672620 1260 403 1560 > 1720 676640 1359 414 1580 > 1720 679660 1468 424 1600 > 1720 682680 1588 434 1620 > 1720 685700 1720 444 1640 > 1720 688720 > 1720 453 1660 > 1720 691740 > 1720 462 1680 > 1720 694760 > 1720 471 1700 > 1720 697780 > 1720 479 1720 > 1720 700800 > 1720 488 > 1720
RELACIÓN ENTRE RADIOS CONSECUTIVOS - GRUPO 2
RadioEntrada(m)
Radio Salida (m) RadioEntrada(m)
Radio Salida (m)
Máximo Mínimo Máximo Mínimo
40 60 50 360 > 670 21250 75 50 370 > 670 21660 90 50 380 > 670 22070 105 50 390 > 670 22380 120 53 400 > 670 22790 135 60 410 > 670 231100 151 67 420 > 670 234110 166 73 430 > 670 238120 182 80 440 > 670 241130 198 87 450 > 670 244
140 215 93 460 > 670 247150 232 100 470 > 670 250160 250 106 480 > 670 253170 269 112 490 > 670 256180 289 119 500 > 670 259190 309 125 510 > 670 262200 332 131 520 > 670 265210 355 137 530 > 670 267220 381 143 540 > 670 270230 408 149 550 > 670 273240 437 154 560 > 670 275250 469 160 570 > 670 278260 503 165 580 > 670 280270 540 171 590 > 670 282280 580 176 600 > 670 285290 623 181 610 > 670 287300 670 186 620 > 670 289310 > 670 190 640 > 670 294320 > 670 195 660 > 670 298330 > 670 199 680 > 670 302340 > 670 204 700 > 670 306350 > 670 208 > 670
En autopistas y vías rápidas, cuando se enlacen curvas circulares consecutivas con una recta intermedia de longitud superior a cuatrocientos metros (400 m), el radio de la curva circular de salida, en el sentido de la marcha, será igual o mayor que setecientos metros (700 m).
CONCLUSIONESPor ser nuestro primer trazo de carretera, nos
ha salido un poco mal, con curvas muy cerradas y mucha pendiente, en lo tanto para
la próxima practica se tomara en cuenta las precauciones debidas.
SUGERENCIAS
Se quiere que en el, próximo levantamiento se realice con orden y mas empeño, seriedad, también y sobre todo criterio
BIBLIOGARFIA
NORMAS LEGALES DE CARRETERA DE MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES.
PLANO DE VIAS REGION AREQUIPA SEGÚN LEY N°25022 DEL 24/04/80.
MEMORIA DESCRIPTIVA ESTUDIO DE MEJORAMIENTO DEL TRAMO PATAHUASI-YAURI-EL DESCANSO
“http://caminos.construaprende.com/
