Pgina 3 de 18

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFacultad De Ingeniera Ciencias Fsicas Y Matemtica l

Escuela De Ingeniera Civil

Diseo de Vas

Nombre: Orlando E. Valladares Toapanta Semestre: Sptimo Paralelo: Segundo

MEMORIA TCNICA

Fecha de Entrega: 28/01/2013

Quito Ecuador

ContenidoIntroduccin.-3Objetivo General.-3Objetivos Secundarios.-3Parmetros del diseo4Carretera4Velocidad de diseo4Trazado de lnea de pendiente6Alineamiento horizontal7Curvas Horizontales7Seccin transversal11Alineamiento vertical12GRADIENTES12CURVAS VERTICALES13Curvas convexas13Curvas cncava15Conclusiones18Bibliografa18Anexos18

Introduccin.-Uno de los principales aspectos que hacen referencia al desarrollo de un pueblo es el estado de su sistema vial, es un indicador de progreso. Por lo tanto es de importancia el diseo construccin y mantenimiento de las construcciones de este tipo.Para realizar un diseo apropiado es necesario considerar varios aspectos que involucran no solamente factores como el suelo y la topografa del terreno, Como en toda obra de ingeniera civil un factor importante es el estudio hidrolgico, un buen diseo es aquel que relaciona de manera armnica el entorno con el automotor de tal manera que se optimicen recursos econmicos dando nfasis a la seguridad ya que en nuestro medio una de las principales causas de muerte son precisamente los accidentes de trnsito. Es por eso que se hace necesario brindar todas las facilidades a los conductores y a los peatones siguiendo las normas tcnicas para lograr este objetivo.

Objetivo General.-Realizar el trazado vial de un kilmetro de carretera siguiendo los parmetros impuestos por el profesor en el aula de clases.Objetivos Secundarios.-1. Seleccionar la mejor alternativa de eje vial2. Encontrar cuales son las dificultades que presenta la realizacin de un proyecto de este tipo3. Conocer software a fin que permita facilitar el proceso de diseo4. Brindar condiciones de seguridad en cada curva horizontal del proyecto

Parmetros del diseoCarreteraSe puede definir como la adaptacin de una faja sobre lasuperficie terrestre que llene las condiciones de ancho, alineamiento y pendiente para permitir el rodamiento adecuado de los vehculos para los cuales ha sido acondicionada, en condiciones de seguridad y confort aceptables para poder realizar un viaje expedito en el menor perodo de tiempo.Clasificacin.-Existen diferentes parmetros que diferencian a una carretera de otra, sin embargo el parmetro ms tcnico que se utiliza es el trfico. Depende de cada jurisdiccin el etiquetar a una carretera.Tipo A:Para un trnsito promedio diario anual de1,500 a 3,000 equivalente a un trnsito horario mximo anual de 180 a 360 vehculos (12% del T.P.D.).Tipo B:Para un trnsito promedio diario anual de500 a 1,500 vehculos, equivalente a un trnsito horario mximo anual de 60 a 180 vehculos (12% de T.P.D.)Tipo C:Para untrnsito promedio diario anual de 50 a 500 vehculos, equivalente a un trnsito horario mximo anual de 6a60 vehculos (12% delT.P.D.)

Velocidad de diseoUna velocidad que es de suma importancia es la llamada Velocidad de Proyecto o Velocidad De diseo que no es otra cosa que aquella velocidad que ha sido escogidapara gobernar y correlacionar las caractersticas y el proyecto geomtrico de un camino en su aspecto operacional.La velocidad de proyecto es un factor de primordial importancia que determina normalmente el costo del camino y es porello por lo que debe limitarse para obtener costos bajos. Todos loselementos delproyecto de un camino deben calcularse en funcin de la velocidad de proyecto. Al hacer esto, se tendr un todo armnico queno ofrecer sorpresas alconductor.Losradiosmnimosdecurvas,sobreanchos,peraltes,curvasverticales,visibilidades, longitud de transiciones y en fin todos los factores que gobiernan el diseo del camino, se calculan en funcin de la velocidad

DatosEstos son los datos escogidos para el grupo nmero 3TIPO DE VA:Carretera Clase III -TO EN T OnduladoVelocidad de Diseo: 50,0 Km/hRadio MIn:80,0 mPendiente Max:9,0 %Trazado de lnea de pendienteLnea de ceros o lnea de pendiente es una lnea que une los puntos obligados del proyecto conservando una pendiente especificada, constante y uniforme. Esta lnea va a ras del terreno y, de coincidir con el eje de la va, presentara mnimo movimiento de tierras.

pendienteApertura del comps

(%)cm

81.3

71.43

61.7

52.0

42.5

33.33

x= la apertura del compsy=la diferencia de niveles entre cotam= pendienteE= factor de escala en este caso como se encuentra a escala 1:1000 el valor tomado es de 0.1

Alineamiento horizontalCurvas Horizontales

Elementos de la curva

PI = punto de interseccinPC= punto de comienzoPT= Punto de trminoPSC= punto sobre curva circularPST= punto sobre tangentePSST= punto sobre sub tangenteO= centro de curva= ngulo de deflexin de las tangentes=ngulo de una cuerda cualquieraGc= Grado de curvaturaRc= Radio de curvaturaST=Sub tangenteE=ExternaM=Ordenada mediaC= cuerdaCL=Cuerda largat=longitud de arco

Frmulas utilizadas

Radios Mnimos AbsolutosLos radios mnimos de curvatura horizontal son los menores radios que pueden recorrerse con la velocidad de diseo y la tasa mxima de peralte, en condiciones aceptables de seguridad y de comodidad en el viaje.Los radios mnimos para cada velocidad de diseo, calculados bajo el criterio de seguridad ante el deslizamiento, estn dados por la expresin:Rm = V2 127 (Pmx + mx)Rm:Radio Mnimo Absoluto

V:Velocidad de Diseo

Pmx:Peralte mximo asociado a V (en tanto por uno).

mx:Coeficiente de friccin transversal mximo asociado a V.

Para el clculo en el presente proyecto se utiliz el mtodo de DEFLEXIN-RADIO evitando el uso de radios inferiores al mnimoLa frmula utilizada fue la siguiente:

Con la cual se determin la sub tangente, para poder obtener los datos de PC y PT respectivamente.

ESTACIONdeflexinCUERDA INVERSADATOS DE CURVAAzimuth

KMTIPO

0+000.00

0+091.82PC91.824=34 50' 19.51" izq74 19' 32.28"

0+111.82PT342 34' 50.25"19.693ST=10.32056 54' 22.53"

PI=0+102.14

Gc=34 50' 19.00"

Lc=20.000

Rc=32.892

0+209.86PC98.035=72 19' 40.81" der39 29' 12.77"

0+251.38PT36 9' 50.41"38.819ST=24.04275 39' 3.18"

PI=0+233.90

Gc=34 50' 19.00"

Lc=41.522

Rc=32.892

0+425.48PC174.095=20 7' 22.53" izq111 48' 53.58"

0+445.76PT349 56' 18.73"20.183ST=10.249101 45' 12.32"

PI=0+435.73

Gc=19 50' 19.00"

Lc=20.287

Rc=57.762

0+702.67PC256.909=29 18' 34.45" izq91 41' 31.05"

0+722.69PT345 20' 42.78"19.797ST=10.23177 2' 13.83"

PI=0+712.90

Gc=29 17' 19.00"

Lc=20.014

Rc=39.125

0+801.19PI78.503=1 58' 28.59" izq62 22' 56.60"

0+977.69176.50264 21' 25.19"

Valores del Sobre anchoEl sobre ancho variar en funcin del tipo de vehculo, del radio de la curva y de la velocidad directriz. Su clculo se har valindose de la siguiente frmula:

Donde:Sa:Sobre ancho (m)

n:Nmero de carriles

R:Radio (m)

L:Distancia entre eje posterior y parte frontal (m)

V:Velocidad de Diseo (Kph)

Seccin transversalLa seccin transversal tpica a adoptarse para una carretera depende casi exclusivamente del volumen de trfico y del terreno y por consiguiente de la velocidad de diseo ms apropiada para dicha carretera. En la seleccin de las secciones transversales deben tomarse en cuenta los beneficios a los usuarios, as como los costos de mantenimiento. Al determinar los varios elementos de la seccin transversal, es imperativo el aspecto de seguridad para los usuarios de la carretera que se disea. El ancho de la seccin transversal tpica est constituido por el ancho de: 1. Pavimento. 2. Espaldones. 3. Taludes interiores. 4. Cunetas.

Alineamiento verticalEl perfil vertical de una carretera es tan importante como el alineamiento horizontal y debe estar en relacin directa con la velocidad de diseo, con las curvas horizontales y con las distancias de visibilidad. En ningn caso se debe sacrificar el perfil vertical para obtener buenos alineamientos horizontales. GRADIENTES

En general, las gradientes a adoptarse dependen directamente de la topografa del terreno y deben tener valores bajos, en lo posible, a fin de permitir razonables velocidades de circulacin y facilitar la operacin de los vehculos. De acuerdo con las velocidades de diseo, que dependen del volumen de trfico Y de la naturaleza de la topografa, en el Cuadro VII-l se indican de manera general las gradientes Medias mximas que pueden adoptarse.

CURVAS VERTICALES

La curva vertical preferida en el diseo del perfil de una carretera es la parbola simple que se aproxima a una curva circular. Por otro lado, debido a que la medida de las longitudes en una carretera se hace sobre un plano horizontal y las gradientes son relativamente planas, prcticamente no hay error alguno al adoptar la parbola simple con su eje vertical centrado en el PIV. Las ordenadas de la parbola a sus tangentes varan con el cuadrado de la distancia horizontal a partir del punto de tangencia y est expresada por la siguiente frmula:

Siendo h la ordenada mxima en el punto PIV y que se expresa por

A = Diferencia algebraica de gradientes, expresada en porcentaje X = Distancia horizontal medida desde el punto de tangencia hasta la ordenada, expresada en metros. L = Longitud de la curva vertical, expresada en metros. La relacin L/A expresa la longitud de la curva en metros, por cada tanto por ciento de la diferencia algbrica de gradientes; esta relacin, denominada K, sirve para determinar la longitud de las curvas verticales para las diferentes velocidades de diseo.

Curvas convexas La longitud mnima de las curvas verticales se determina en base a los requerimientos de la distancia de visibilidad para parada de un vehculo, considerando una altura del ojo del conductor de 1,15 metros y una altura del objeto que se divisa sobre la carretera igual a 0,15 metros. Esta longitud se expresa por la siguiente frmula:

En donde: L = longitud de la curva vertical convexa, expresada en metros. A = diferencia algbrica de las gradientes, expresada en porcentaje. S = distancia de visibilidad para la parada de un vehculo, expresada en metros.La longitud de una curva vertical convexa en su expresin ms simple es: L=k*a

La longitud mnima absoluta de las curvas verticales convexas, expresada en metros, se indica por la siguiente frmula:

En donde, Ves la velocidad de diseo, expresada en kilmetros por hora. Las diversas longitudes de las curvas verticales convexas que proveen distancias De visibilidad para parada

Curvas cncavaPor motivos de seguridad, es necesario quelas curvas verticales cncavas sean lo suficientemente largas, de modo que la longitud de los rayos de luz de los faros de un vehculo sea aproximadamente igual a la distancia de visibilidad necesaria para la parada de un vehculo. La siguiente frmula indica la relacin entre la longitud de la curva, la diferencia algebraica de gradientes y la distancia de visibilidad de parada.

La frmula anterior se basa en una altura de 60 centmetros para los faros del vehculo y un grado de divergencia hacia arriba de los rayos de luz con respecto al eje longitudinal del vehculo. La longitud de una curva vertical cncava en su expresin ms simple es: L =K*A

La longitud mnima absoluta de las curvas verticales cncavas, expresada en metros, se indica por la siguiente frmula: Lmin= 0,60 V En donde, Ves la velocidad de diseo, expresada en kilmetros por hora.

Aplicando la frmula: Zn = Zo + (P1/100 - Al/200L)l

Datos de curva (1)

Pendiente %PIVLongitud de curva (N)Intervalo entre estaciones (mts)

Entrada (P1)Salida (P2)EstacinElevacin

-1.8729.7360+410.5972.3128110.0020.00

Diferencia algebraica de pendientes (A) =-11.609%Tipo de curva:En columpio

Z (n)DescripcinEstacinElev. (S/Tang.)Elev. (S/Curva)

0PCV0+355.5973.3423.342

10+375.5972.9683.179

20+395.5972.5943.438

30+415.5972.8004.119

40+435.5974.7475.222

50+455.5976.6946.747

6PTV0+465.5977.6687.668

Datos de curva (2)

Pendiente %PIVLongitud de curva (N)Intervalo entre estaciones (mts)

Entrada (P1)Salida (P2)EstacinElevacin

9.736-6.3380+664.78527.0612150.0020.00

Diferencia algebraica de pendientes (A) =16.074%Tipo de curva:En cresta

Z (n)DescripcinEstacinElev. (S/Tang.)Elev. (S/Curva)

0PCV0+589.78519.75919.759

10+609.78521.70621.492

20+629.78523.65422.796

30+649.78525.60123.672

40+669.78526.74424.119

50+689.78525.47724.137

60+709.78524.20923.727

70+729.78522.94222.888

8PTV0+739.78522.30822.308

Conclusiones1. Mientras ms se acerque nuestro trazo definitivo al trazo de la lnea cero nuestro trazado vial tendr menos modificaciones en el terreno, por lo tanto su costo disminuye2. Es preferible realizar la mayora del trazo a corte ya que constructivamente y econmica es ms sencillo deshacerse de material que conseguirlo.3. Es necesario contar con un estudio geolgico del terreno porque existe la posibilidad que nuestro proyecto se asiente junto a zonas de derrumbes y por lo tanto aumentara el costo por mantenimiento4. Un trazado con excesivas curvas horizontales nos presentar un perfil longitudinal regular, por el contrario si nuestras tangentes no tienen relacin con la lnea de pendiente o lnea cero y en consecuencia el perfil longitudinal ser irregular obligndonos a usar curvas verticales.5. Es posible usar curvas con radios menores al establecido aumentando el valor del peralte, basado en la ecuacin Rm = V2 127 (Pmx + mx)6. En este caso en la parte final del tramo se observa una elevacin de 30 metros en un tramo de 200 m se opt por realizar un trazado que pase por esta regin, sin embargo se podra trazar un tnel que atraviese dicha zona, el costo de una obra de tal magnitud es grande sin embargo ser de mucha utilidad para un parque automotor en constante crecimiento que cada vez necesita vas con mas facilidades

Bibliografa 1. http://doblevia.wordpress.com/2007/02/08/linea-de-ceros-en-un-plano/2. VASDETRANSPORTE-CRESPOVILLALAZ.3. MANUALDELING.CIVIL-TOMOIIFREDERICKMERRIT4. CAMINOSI-ING.ALFONSOFUENTESLIAGUNO.Anexos Seccin transversal tipo Diseo Horizontal Diseo vertical Revisiones del progreso del trabajo