unidad 1 - nexolife.comnexolife.com/etvn/assets/unidad-1--diseño-geometrico-introduccion... ·...

E s c u e l a T é c n i c a d e V i a l i d a d N a c i o n a l N º 1 M . M . d e O . D o n O r e s t e C a s a n o

ETVN 1 Tecnicatura Superior en Obras Viales - Trazado II – U1 — Cátedra : Oscar Savastano 1/24

UNIDAD 1

DISEÑO GEOMETRICO FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DISEÑO ETAPAS DEL TRAZADO COORDINACION PLANIALTIMETRICA

Bibliografia Consultada

Normas de Diseño Geométrico de Carreteras DNV, 1980 Recomendaciones de diseño geométrico y seguridad vial EICAM 2010 Carreteras – Estudio y Proyecto Jacob Carciente Caminos I – II Ingeniero Juan M. Corbalan



FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DISEÑO

# Factores Humanos

# Topografía

# Velocidad

# Transito

# Vehículo de diseño

# Factores ambientales

# Funciones de los caminos

# Administración de accesos

Cuando el transito es reducido, el diseño vial estará más influido por la topografía, Cuando el transito es intenso, las necesidades de los usuarios y las características del tránsito son las que intervendrán más en el diseño

# FACTORES HUMANOS

El sistema de transporte esta constituido por usuario (Factor humano), vehículo (factor dinámico), Camino (Factor estático)

#TOPOGRAFIA

Cuando hablamos de configuración del terreno nos referimos a sus características físicas y topográficas, al comenzar a estudiar un trazado debemos conocer el uso de las tierras y el desarrollo de la zona atravesada por el camino. Todos estos factores influyen en el diseño, La topografía del terreno junto al tránsito son las que determinan la categoría del proyecto. Como hemos estudiado en el curso anterior, según su relieve el terreno se clasifica en:

* Llano * Ondulado * Montañoso



TIPOS DE TERRENO

Los costos de la obra serán mayores cuando el terreno se vuelva más dificultoso, los más altos estándares se volverán menos obtenibles comparados con topografías planas.

# VELOCIDAD

Uno de los factores más importantes a considerar por los conductores al seleccionar una alternativa de viaje. La velocidad de los vehículos en un camino no es constante, fluctúa por las siguientes razones.

Velocidad Directriz (V)

Es la velocidad que define los parámetros mínimos de diseño, referidos a distancias visuales, alineamientos horizontal y vertical. Los elementos de la sección transversal están ligados a ella y pueden restringirla.



Ejemplos orientativos de Velocidad Directriz según la topografía

Velocidad de operación (Vo)

Se define flujo libre cuando la separación entre vehículos es de 5 segundos o más.

Velocidad media de marcha (VMM)

Según AASHTO 1994, la relación general entre la velocidad directriz y la VMM se encuentra influida por los distintos volúmenes de tránsito. Cuando el volumen de transito aumenta la VMM disminuye por la interferencia entre los vehículos.

Relación entre la Velocidad Media De Marcha y las condiciones de Volumen



TRANSITO

VER UNIDAD 2 APUNTE TRAZADO I

VEHICULO DE DISEÑO

VER UNIDAD 4 APUNTE TRAZADO II

# FACTORES AMBIENTALES

Ver Curso Trazado I capítulo 5 Estudio de Impacto ambiental y Manual de Evaluación y Gestión Ambiental de Obras Viales (MEGA II / 2007).

# FUNCIONES DE LOS CAMINOS

Por tipo de diseño: Caracteristicas geométricas principales,Autopistas,caminos

indivisos,rurales.

Por Numeracion de Rutas : Nacionales Provinciales, Municipales.

Por Jurisdiccion administrativa : Caminos nacionales ,Provinciales o

Municipales

Por funcionalidad : Según el carácter del servicio que proveen.



# JERARQUIAS DE MOVIMIENTOS

Un sistema de diseño funcional define una serie de movimientos de viaje. Las seis etapas en la mayoría de los viajes incluyen el movimiento principal, transición, distribución, colección, acceso y terminación. En el esquema vemos un viaje utilizando una autopista, donde el flujo es ininterrumpido y de alta velocidad. Al aproximarse al destino el vehículo reduce la velocidad al entrar a la rama de salida de la autopista, la cual actúa como transición, Luego el vehículo ingresa a un camino arterial de velocidad moderada (Distribución). Que lo conecta a caminos colectores y estos a su vez los trasladan al barrio de destino.

La red de caminos y calles actúan en la provisión de:

1) Accesibilidad a la propiedad 2) Movilidad de Viaje.

El acceso a la tierra es un requerimiento

de una zona definida.

La movilidad varia con los niveles de

servicio e incorpora elementos

cualitativos como comodidad, ausencia de

cambios de velocidad y básicamente el

tiempo de viaje.



# ADMINISTRACION DE ACCESOS

Al clasificar funcionalmente las redes de caminos las dos principales consideraciones son accesibilidad y movilidad, Las Arterias para movimientos principales es necesaria una limitación regulada del acceso (Parcial o total) para realzar su función primaria de movilidad en el proyecto. Inversamente la función primaria de los caminos y calles locales es dar acceso (lo cual limita la movilidad). El grado de control de acceso es un factor importante en la definición de la categoría funcional de un camino.

Objetivos

PUNTOS DE CONFLICTO

NUMEROS DE PUNTOS DE CONFLICTO EN DIFERENTES TIPOS DE CAMINO CAMINOS

Reducción de puntos de conflicto por conversión de un acceso



Reduccion de puntos de conflicto en calzada de 4 carriles por incorporacion de una mediana

elevada restrictiva

Reduccion de puntos de conflicto por la consolidacion de dos accesos cercanos en calzada de 4 carriles

Reduccion de puntos de conflicto por la conversion de una calzada de 4 carriles en seccion transversal

de 3 carriles



TRAZADO ETAPAS

Una vez realizados los estudios socioeconómicos que en principio justifican la construcción de un nuevo camino o la relocalización de uno existente, clasificado el camino, fijados los criterios generales de diseño y aprobada la ejecución del proyecto, se realizarán los estudios necesarios para establecer el corredor más apropiado para el nuevo trazado.

No debemos olvidar que el diseño geométrico siempre deberá satisfacer y cumplimentar los requerimientos de evaluación ambiental estipulados por la DNV y en esto las primeras decisiones es fundamental ya que las opciones vinculadas con el trazado implican luego consecuencias de difícil corrección. Para facilitar la identificación de esos aspectos ambientales se reiteran los consejos detallados Del MEGA II de la DNV. Evitar el trazado por: *Trazado por áreas ambientales sensibles: Evitar el trazado del camino por zonas protegidas por ley, patrimonio cultural, monumentos históricos, etc. *Preservación de la vegetación silvestre : Definir la traza donde sea menor la destrucción ,preservando o trasladando arboles de valor genético ,paisajístico o histórico. *Afectación de zonas Densamente Pobladas: Para reducir impactos ambientales, Relocalización de personas, Aumento del ruido y probabilidad de accidentes. *Afectación de Comunidades Indígenas : Evitar relocalización de personas y deterioro de sus calidad de vida. *Consulta a responsables de Planeamiento Urbano: Minimizar impactos actuales y futuros en función de la planificación y expansión urbanística de la ciudad. *Minimizar el efecto de barrera del camino: Diseñar obras complementarias de tipo y tamaño adecuado para el paso de fauna silvestre, ganado o peatones, además del tránsito vehicular. *Sustentabilidad Hidráulica del camino: Se debe garantizar la sustentabilidad de la zona de camino en relación a los aspectos hidráulicos para evitar anegamientos, erosión y garantizar la durabilidad de las obras. *Participación Publica: El diseño definitivo de la obra debe incluir aportes y sugerencias y reclamos de la instancia de audiencia pública para evitar posibles impactos y conflictos sociales.



ETAPAS DEL TRAZADO

Recopilacion de Antecedentes

Es una tarea de gabinete e investigacion ,consiste en buscar informacion oficial y privada que tengan

relacion con la zona del trazado. Como guia podemos citar:



Selección de rutas /Trazados Tentativos / / Trazados preliminares / Trazado definitivo

La selección dde la mejor ruta entre varias posibles es un problema dificil de resolver y de la decisión

que se tome en esta etapa dependera el futuro de la carretera. En esto ademas debemos comparar las

ventajas que ofrecen las distintas rutas ( Costo de construccion,operación y conservacion) y compararlo

con los beneficios de explotacion , quedando determinada una relacion Beneficio –Costo.

Lo que sigue es la evolucion del proyecto del trazado,comenzando con alinamientos tentativos que se

dividen en tramos , luego al avanzar el proceso complementadas con informacion topografica .

El trazado se va ajustando a la informacion recibida y cuando no quedan dudas de la bondad del

proyecto que se esta estudiando se lo adopta como definitivo.Todo esto es una tarea de equipo y

consenso con la reparticion encargada de la aprobacion y fiscalizacion del proyecto.

Reconocimiento

Este punto es fundamental , la visita a la zona donde sera materializado el proyecto sirve para el

reconocimiento de puntos de control o condiciones de borde determinantes para tener en cuenta .

Puede ocurrir que se descarten algunos alineamientos tentativos o modificarlas parcialmente. Tambien

pueden aparecer nuevas posibilidades que no eran tenidas en cuenta.

ALGUNOS EJEMPLOS

EJEMPLO 1

La Linea ACB es el camino mas corto, Pero considerando el desarrollo urbano previsto en la

Localidad E , el trazado mas conveniente teniendo en cuenta este factor es la linea ADB para

facilitar un futuro acceso a la Zona Urbana.

Fuente :El arte del trazado 1965



EJEMPLO 2

Trazado por el fondo de un valle con pendiente determinada ,desde C hay dos lineas posibles. Una a cada

lado de la quebrada. El Trazado de la Linea 1 es mas corto, ahora si se trata de la zona de la ladera que

tiene mayor soleamiento y hay posibilidad de acumulacion de nieve, entonces el trazado de la linea 2 es

el que mas conviene ,aunque necesite mas obras de arte.

(Abra o cluse : Corte transversal en zona montañosa producido generalmente por las aguas de un rio)

EJEMPLO 3

Situacion general con iguales caracteristicas que la figura anterior,La linea de trazado 1 y es

mas corta. Las profundas y frecuentes quebradas transversales pueden decidir la adopcion de la

linea 2 de trazado.



EJEMPLO 4

Trazado según linea divisora de aguas ABCGH.

Existen promontorios divisorios en la linea DEF, Estos se cruzan por distintos lados según el

valor de la pendiente limite y la necesidad de incrementar el desarrollo para bajarla.

La divisoria se cruzara entre F y D esto dependera del transito y la importancia del camino.

El problema es tecnico economico.

(Promontorio es una prominente masa de tierra que sobresale de las tierras más bajas en que

descansa)



COORDINACION PLANIALTIMETRICA

Según las Normas de Diseño Geométrico de Carreteras (DNV, 1980) Exponemos recomendaciones para desarrollar un trazado planimétrico:

No tratar independientemente la planta y el alzado

No procurar un trazado horizontal generoso a expensas de un alzado muy exigido, y viceversa

En alineamiento horizontal recto, evitar una curva convexa entre dos tramos de pendiente descendente de distinto gradiente: pérdida de trazado sensación de precipicio

En alineamiento recto, la curva vertical cóncava que una dos largos tramos de rasante de pendiente uniforme, deben ser bien amplia para evitar la sensación de quiebre visual

Evitar “corcovos” de pequeñas curvas verticales intercaladas en alineamiento horizontal rectilíneo o suavemente curvo de longitud apreciable

En lo posible no superponer mas de una curva vertical a una horizontal

Buscar la coincidencia de los vértices de las curvas del alineamiento horizontal con la curvas verticales del alzado

Que la curva horizontal de radio reducido supere en longitud a la curva convexa superpuesta

Evitar una curva horizontal cerrada superpuesta a una curva cóncava que esté enmarcada por tramos largos de pendientes longitudinales pronunciadas

En caminos de calzadas separadas, aprovechar la existencia de curva horizontal y vertical superpuestas para variar, si fuera necesario, el ancho del cantero central y el desnivel relativo entre ambas calzadas



CASOS A TENER EN CUENTA

MEJORA DE LA SEGURIDAD DE CIRCULACION

*Evitar que una curva horizontal quede escondida por una curva vertical convexa.

Esta configuracion produce el efecto de perdida de trazado de la calzada, con el agravante de

que el conductor no puede advertir el cambio de direccion en horizontal.

Deberia evitarse la combinacion de curva convexa con curva horizontal de radio minimo.

El comienzo de una curva horizontal no debe quedar oculto por la curva vertical superpuesta.

*Evitar superponer una curva concava de parametro reducido a una curva horizontal de

radio escaso.

Por efecto de la distorsion visual de la perspectiva, la curva horizontal se aprecia menos cerrada

de lo que realmente es, lo que contribuye a situaciones de riesgo,por el previsible aumento de la

velocidad.

Estudios en Alemania en la decada de 1980 ,indican que en sitios donde se daba esa

combinacion, se registraban el dobtle de accidentes respecto de las demas carreteras analizadas.

Como criterio para solucionar la subvaloracion de la curva horizontal es conveniente una

relacion R/P sea tan reducida como sea posible ( R: Radio de la curva circular y P : Parametro

de la curva concava superpuesta) Rangos de R/P entre 1/15 y 1/10 son aceptables.

Si esta solucion no es posible,es preferible que la curva concava este bien inmerso en la curva

horizontal.



*Entre curvas verticales concavas y convexas sucesivas es conveniente intercalar un

tramo de rasante con pendiente constante, el cual permitira que el conductor pueda ver con

cierta anticipacion el punto de inflexion de curvaturas del alineamiento horizontal.

*Sobre Trazados Rectilineos o con grandes radios hay que evitar rasantes con muchas

curvas verticales reducidas . Este es un problema tipico cuando el proyectista presta excesiva

atencion al movimiento de suelos. Ademas de tener un pobre aspecto visual , esta situacion

aumenta el riesgo de accidentes pues tenemos perdida visual del trazado.Esta situacion es

evitable modificando la altimetria del trazado.

*En las intersecciones a nivel , las curvas horizontal y vertical deben ser tan suaves como

sea posible : Como ya hemos visto en el capitulo de distancias visuales , esto se basa en la

necesidad de contar con amplias distancias visuales para los vehiculos que se acercan a la

interseccion.

Esto involucra tambien a los vehiculos que esten detenidos en la interseccion y quieran efectuar

el cruce de la ruta. Se debe evitar el emplazamiento de intersecciones en coincidencia con

curvas convexas.

*Los Puentes no deben presentarse sorpresivamente a la vision del conductor.ni dificultad

que se aprecie como continua el alineamiento mas alla de su emplazamiento.

La vision anticipada del puente es necesaria para realizar los ajustes de conduccion que

pudieran requerirse.La superestructura del puente no debe ocultar las curvas horizontales que

pudieran estar inmediatamente despues.

En estos casos conviene darle una oblicuidad al puente para preanunciar la curva horizontal a la

que se esta ingresando.



Ejemplo de Trazado adaptado al Puente y No Puente Adaptado al Trazado



APARIENCIA ESTETICA La apariencia estética más agradable es la que se obtiene cuando las curvas horizontales y verticales

están coordinadas y en fase unas con otras.

La regla general expresada se completa con las siguientes precisiones : La superposición adecuada de

elementos curvos de planta y perfil es aquella en la que los vértices están ubicados cerca de la misma

progresiva, o su separación no supera ¼ de fase.

Si por razones topográficas no es posible la superposición una a una de curvas horizontales y Verticales,

es aceptable saltear una curva horizontal (salto de una fase completa). La apariencia de ese sector

rectilíneo de la planta se verá suavizada por la curva vertical respectiva.

En general, las curvas horizontales deben contener en su desarrollo a las curvas verticales respectivas.

Debe buscarse que los extremos de las curvas verticales superpuestas a curvas horizontales estén

ubicados en las espiras y lo más alejados de los puntos de radio infinito (TE y ET)

La adopción de esta recomendación, además de los aspectos estéticos, tiene dos importantes

beneficios funcionales :

− Drenaje de la calzada:

En la zona de los vértices de las curvas verticales, el peralte (máximo) de las curvas horizontales

superpuestas mejora el escurrimiento lateral de la calzada.

En las zonas de las espiras de las curvas horizontales, en donde el peralte es cero o muy reducido, la

pendiente longitudinal de los tramos de aproximación de las curvas verticales superpuestas facilita el

escurrimiento de la calzada.

− Adelantamiento:

La superposición de curva horizontal y vertical concentra en un mismo sitio del camino las

Prohibiciones de adelantamiento que son propias de cada una de ellas.

Si las curvas horizontales y verticales no están superpuestas, las prohibiciones de adelantamiento de

cada tipo de curva se adicionan longitudinalmente, disminuyendo proporcionalmente

la longitud de otros sectores que, libres de ellas, podrían facilitar las maniobras de adelantamiento.

Los problemas de coordinación tienen menos relevancia cuando las curvas utilizadas en el diseño

superan los siguientes valores: Radios de curvas horizontales > 1800 m



1) Falta de coordinacion planialtimetrica 2) curvas verticales y horizontales coordinadas

Apariencia estetica mas agradable se obtiene cuando las curvas horizontales y verticales estan

coordinadas y en fase unas con otras.

*Las longitudes de las curvas de los alineamientos horizontal y vertical deben ser similares y

superpuestas.Cuando las curvas horizontal y vertical sean de longitudes equivalentes y las cantidades

de curvas sean tambien similares resultara mas facil coordinarlas si se las superponen.

No cumplir este precepto genera engañosa apariencia para el conductor , por lo que en trazados

rectilineos o en amplias curvas horizontales no es conveniente proyectar depresiones localizadas en la

rasante del camino y esto produce que el trazado aparezca y desaparezca de la vision del conductor.

La solucion es evitar las depresiones a costa de mayores trerraplenes o englobarlas en una curva vertical

mucho mas amplia.



Las curvaturas del alineamiento vertical deben ser equivalentes a las del alineamiento

Horizontal

Efecto de perdida de trazado generado por una curva concava en alineamiento recto largo.



En planimetria Evitar curvas horizontales en el mismo sentido separadas por un corto tramo recto.

En Altimetria Evitar curvas verticales del mismo tipo separadas por un tramo corto de rasante recta.



ARMONIA INTERNA

Continuidad Visual del Alineamiento

Cuando desde el punto de vista de la posicion del conductor ,no es posible discernir los extremos de las

curvas y las rectas individuales decimos que el alineamiento es visualmente continuo.

La ausencia de quiebres visuales en la apreciacion de la perspectiva de la calzada es agradable y

estimulante.

Continuidad Visual de la Planimetria

Para que la union de un tramo recto con una curva circular no se observe como un punto anguloso y

no tener un pasaje brusco entre fuerza centrifuga cero y maxima,debemos intercalar una curva espiral

para materializar una transicion gradual.Para que esta curva cumpla su funcion debeser visualmente

significativa.

No es aconsejable la union directa de dos espirales sin tramo circular intermedio,el cual resulta en un

punto anguloso en la union de las dos curvas espirales.



Punto anguloso por falta de espiral Mejora del diseño con incorporacion de espiral

Continuidad visual de la altimetria

El empalme de un tramo de rasante uniforme con el comienzo de una curva circular en general no

presenta el problema de punto anguloso.

Las curvas verticales con longitudes cercanas a los minimos son visualmente abruptas y producen

discontinuidad visual.para curvas concavas proyectadas en pequeños cambios de pendientes es

recomendable proyectar longitudes de al menos 2 a 3 veces las minimas funcionales.

Quiebre visual curva vertical de long,reducida Quiebre eliminado,long. curva circular mayor



Armonia de la mediana

En los caminos de calzadas separadas y particularmente cuando la calzada es ancha,cada una tiene su

armonia interna.

La mediana que las separa forma parte de la vision general que el conductor tiene ante si en todo

momento por lo que su aspecto tambien influye en la percepcion general que el conductor va recibiendo

de la calzada y su entorno.

Como recomendaciones podemos citar :

*Anchos variables : La mediana no debe ser de ancho uniforme,en general van de 1.20 metros a 25

metros o mas.

Con anchos de 5 metros o mas la mediana puede proyectarse al ras.Con anhos mas importantes suelen

proyectarse deprimidos, con lo cual se comprtan como cuneta central para drenaje interior alojar el

barrido de la nieve.

La variabilidad del ancho puede facilitar una mejor inserciondel camino con el entorno y si hablamos de

anchos importantes atenuan las interferencias visuales y sonoras entre transitos opuestos.

Los cambios de ancho deben hacerse en curvas y no en Rectas.

Las separaciones verticales deben hacerse coincidir con las curvas verticales.

*Rasantes independientes : Cuando la mediana es suficientemente ancha ,las rasantes de las calzadas

Pueden resolverse en forma independiente.Esto puede permitir ahorros importantes en el movimiento de

suelos ,minimizando desmontes profundos de laderas y/o muros de sotenimiento importantes.

unidad 1 - nexolife.comnexolife.com/etvn/assets/unidad-1--diseño-geometrico-introduccion... ·...

Documents