Post on 29-Oct-2014
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Universidad de Almería
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA RURAL
ÁREA DE EXPRESIÓN GRÁFICA EN LA INGENIERÍA
(Unidad docente de diseño y dibujo en la ingeniería)http://www.ual.es/GrupInv/AGR-199
Este material es de uso exclusivo para la docencia en la Universidad de Almería.
No se permite su uso en ningún Centro de Enseñanza ajeno a la Universidad de Almería.Para cualquier sugerencia y/o comentario dirigirse a: faguera@ual.es
Sistema de Planos Acotados
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Sistema de Planos Acotados. Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Introducción
Sección transversal
Trazado
Trazado en planta
Trazado en alzado
Áreas de desmonte y terraplén
Método de los conos de vertido
Método de los perfiles
Planos a incluir en el proyecto de un camino rural
Bibliografía
Introducción
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Son aquellas vías de comunicación que cubren las necesidades de tráfico en las áreas rurales
Se catalogan como “caminos económicos”: estarán bien dimensionados si con un coste mínimo se asegura el tráfico en todo tiempo.
Características de los caminos rurales:
- heterogeneidad del tráfico
- intensidad de tráfico variable en el tiempo
- usualmente no está afirmado
Sección transversal
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
REVESTIMIENTO ASFÁLTICOBASESUB-BASEEXPLANACIÓN MEJORADA
PLATAFORMA1 CARRIL: mín. 4m, 2 CARRILES: mín. 7,5 m
CALZADA
2 CARRILES: mín. 5 mARCÉN 1 CARRIL: mín. 2,5 m ARCÉN
1,5-3 %BOMBEO
DESMONTE
CUNETA TERRAPLÉN
0,4m
EXPLANACIÓN
CIMENTACIÓN
FIRME
Sección transversal
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Calzada: zona dedicada a la circulación de los vehículos (1 ó 2 carriles)
Anchura:
1 carril: 2 carriles:
Sección transversal
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Bombeo o pendiente transversal: facilita la evacuación del agua de lluvia desde el firme hasta las cunetas.
Valor: 1.5-3%, en función de la pendiente longitudinal se prescribe que el agua recorra longitudinalmente, como máximo, el doble de la anchura del carril.
De la figura se deduce:
ABBD
AEAB
= iEAiAB t ×=×
2≤==ABBD
AEAB
ii
tEntonces:
2iit ≥
Línea
de m
áxim
a pe
ndien
te
Sección transversal
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Bombeo o pendiente transversal: Superficie del firme.
Sección transversal
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Cunetas: Recogen las aguas superficiales procedentes del camino y de los taludes en las zonas de desmonte.
Clasificación por su geometría: - Reducidas
- Trapeciales
- Triangulares
Clasificación por su ubicación:
Sección transversal
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Cunetas: Geometría: - ReducidasRecogen sólo aguas superficiales.
Se usan en zonas de desmonte en roca
Se cubren con rejillas
firme
firme
Desmonte
Desmonte
Sección transversal
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Cunetas: Geometría: - Trapeciales
Sección transversal
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Cunetas: Geometría: - ReducidasSe suelen emplear en caminos agrícolas ya que son las más económicas, pues se pueden ejecutar con motoniveladora.
en trinchera
elevado
a media ladera
en trinchera
elevado
a media ladera
en trinchera
elevado
a media ladera
en trinchera
elevado
a media ladera
c e e c
e e
e e c
Perfiles tipoSección transversal
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Factores que condicionan el trazado del camino:
- económicos- turísticos- ecológicos- puntos de obligado paso- geométricos
Trazado
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Trazado en planta
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Rectas
- Curvas circulares
- Curvas de transición
La geometría del trazado en planta de un camino rural se refiere al eje del mismo.
Trazado en planta.
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Rectas
Han de aparecer para:
- dar oportunidad a los adelantamientos
- adaptarse a condicionamientos externos
Se les suele dar una longitud máxima (Lmáx.) para evitar distracciones, la cual es función de la velocidad de proyecto (Vp):
2004183716701503133611691002835668Lmáx. (m)
120110100908070605040Vp(km/h)
Trazado en planta
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Curvas circulares
El radio dependerá de:
- El peralte y el rozamiento transversal
- La visibilidad de parada en toda su longitud
Estos valores se corrigen en función de la pendiente
Trazado en planta
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Curvas circulares
El radio mínimo viene dado por:
Donde:
V= velocidad
p= pendiente del peralte
ft= coeficiente de rozamiento lateral
Fijados V, p, y ft, se calculará el radio mínimo con la expresión anterior.
)(127
2
tfpVR
+×=
Trazado en planta
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Curvas circulares
Relación entre la velocidad, el radio y el peralte recomendado por la norma 3.1-IC.Trazado,de la Instrucción de Carreteras:
4.675.245.856.577777777777Peralte (%)
670570485410350305265225190155130105856550Radio (m)
110105100959085807570656055504540Velocidad (km/h)
Trazado en planta
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Curvas de transición
Misión de las curvas de transición: Evitar la aparición repentina de la fuerza centrífuga producida al pasar de una alineación recta (radio infinito) a una curva (radio finito).
Trazado en planta
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Curvas de transición
Es tanto más necesaria cuanto mayor sea la velocidad y menor el radio.
Entre el tramo recto y la curva circular se intercala la curva de transición, de longitud Lc, tal que:
-El incremento de fuerza centrífuga por unidad de tiempo no exceda de un valor aceptable
-La variación de pte. transversal no exceda del 4% por segundo
-Se cumplan una serie de condicionamientos geométricos para que el conductor perciba que entra en una curva
Trazado en planta
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Curvas de transición: clotoide
Ecuación intrínsica:
Donde:
R: radio de curvatura en un punto cualquiera
L: longitud de la curva entre su punto de inflexión (R=∞) y el punto de radio R
A: parámetro característico de la curva
2ALR =×
Trazado en plantaElementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Curvas de transición: clotoide
Fijados A y L, se pueden deducir el resto de parámetros que definen la geometría de la curva de transición
Trazado en plantaElementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Curvas de transición: circular
(del Barrio, E.; citado en Dal-Ré, 1996)
Trazado en plantaElementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Peralte en curvas
Constituye una inclinación de la plataforma hacia el centro de la curva.
Se ejecuta de manera gradual.
Trazado en plantaElementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Sobreancho en curvasEl vehículo, cuando entra en una curva, ocupa un ancho mayor que en línea recta.
De la figura se puede deducir, despreciando los términos en s al cuadrado:
Donde s= sobrancho
l= longitud del vehículo
R= radio de la curva
s
Rls2
2
=
Trazado en plantaElementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Sobreancho en curvasValores del sobreancho según el M.A.P.A:
0.250.500.600.801.251.50Sobreancho (m)
20010080604020Radio (m)
Para radios ≥ 250 m no se considera el sobreancho
Trazado en plantaElementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Sobreancho en curvas
Transición del sobreancho:
1. Iniciar con la curva de transición y alcanzar el valor máximo al comenzar la curva circular. Ecuación del sobreancho (inst. carreteras):
Siendo x=l/L y=s/S
43 34 xxy −=
L= longitud de la curva de trans.
S=sobreancho total
l= longitud de la curva hasta el punto (x,y)
s= sobreancho en el punto (x,y)
Trazado en plantaElementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Sobreancho en curvas
Transición del sobreancho:
2. Si no existe curva de transición:
a. Alcanzar el sobreancho en la transición del peralte
b. Aumentar el ancho y alcanzar el máximo en el punto medio de la curva
a b
Trazado en plantaElementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Sobreancho en curvas
Trazado en alzado
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Factores a considerar:
Pendientes a adoptar: dependen de las características del terreno y de restricciones económicas Volumen de tierra a mover.
a. radios de curvatura empleados
b. Grado de ajuste del trazado al terreno original
c. Tortuosidad del camino
- Pendientes máximas:
- No es conveniente sobrepasar el 8%
- Se puede llegar al 10% en tramos de longitud < 250 m
Trazado en alzadoElementos de la geometría y representación de caminos rurales
i
100
101
102
103
104
A
i
100
101
102
103
104
Ab2
1b
i
100
101
102
103
104
Ab
c1
2
1b
2c
i
100
101
102
103
104
Ab
c1
2
1b
2c
1d2d
i
100
101
102
103
104
Ab
c1
2
1b
2c
1d2d
Be2
i
100
101
102
103
104
Ab
c1
2
1b
2c
1d2d
Be2
- Camino de pendiente constante sobre la superficie de un terreno
Trazado en alzadoElementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Camino de pendiente constante sobre la superficie de un terrenoentre dos puntos dados.
100
101
102
103
104
A
B
100
101
102
103
104
A
Bi1
100
101
102
103
104
A
1
Bi1
B
100
101
102
103
104
A
1
Bi1
B2i
100
101
102
103
104
A
1
Bi1
B2i
2Bi
100
101
102
103
104
A
1
Bi1
B2i
2B3i
100
101
102
103
104
A
1
Bi1
B2i
2B3
Trazado en alzado
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Cambios de rasante. Acuerdos verticales.
-Se utilizan para contribuir a la seguridad, comodidad y aumentar la visibilidad
-Se utilizan curvas cuya variación de pendiente sea constante parábolas
Trazado en alzado
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Cambios de rasante. Acuerdos verticales: parábola.
-Eje de la parábola: vertical
-Se define en función del parámetro Kv, el cual depende de una serie de condicionantes:
-Visibilidad
-Aceleración vertical
-Estética
Trazado en alzado
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Cambios de rasante. Acuerdos verticales: parábola.
-Ecuación de la parábola:
-Ecuaciones de las rasantes:
-En los puntos de tangencia P1 y P2 la ordenada de la parábola se iguala a cada una de las rasantes, deduciéndose:
2210 xaxaaz ++=
xaazR 11011 += xaazR 12022 +=
2
111221 2
2a
aaTxx PP−
==−
Θ=Θ
= vKa
T22
2
El valor de Kv se calcula para que se cumplan los condicionamientos geométricos de visibilidad, comodidad y estética.
Trazado en alzado
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
- Cambios de rasante. Acuerdos verticales: circunferencia.
-Radio de las curvas de trazado circular:
V= velocidad base del proyecto en km/h
Rex= radio de la curva de acuerdo convexo en metros
Rev= radio de la curva de acuerdo cóncavo en metros
-Longitud de la curva de acuerdo, tal que cumpla las condiciones geométricas de visibilidad, comodidad y estética. Para ello:
convexosacuerdosparaVRex __2.0 2×>
100100
≥×Θ
=RL
cóncavosacuerdosparaVRev __1.0 2×=
Áreas de desmonte y terraplén
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Caminos horizontales- rectos- en curva
Caminos inclinados- rectos- en curva
Método de los conos de talud o conos de vertido
Método de los perfiles
Áreas de desmonte y terraplén
Elementos de la geometría y representación de caminos rurales
Línea de vertido
Conos de talud
Método de los conos de talud o conos de vertido
Áreas de desmonte y terraplénElementos de la geometría y representación de caminos rurales
Método de los conos de talud o conos de vertido
6 7 8 9 10 11 12 13 146 7 8 9 10 11 12 13 14
4
5
6
7
8
9 1011
12
13
14
15
i tdi6 7 8 9 10 11 12 13 14
4
5
6
7
8
9 1011
12
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i tdi6 7 8 9 10 11 12 13 14
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7
8
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45
67
89
1011
i tdi6 7 8 9 10 11 12 13 14
4
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6
7
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45
67
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11
4 5 6 7 8
910
11
9 10
i tdi6 7 8 9 10 11 12 13 14
4
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6
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45
67
8
11
4 5 6 7 8
910
11
9 10
i tdi6 7 8 9 10 11 12 13 14
4
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7
8
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4 5 6 7 8
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9 10
i tdi6 7 8 9 10 11 12 13 14
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5
6
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4 5 6 7 8
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4
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i tdi6 7 8 9 10 11 12 13 14
4
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6
7
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45
67
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11
4 5 6 7 8
910
11
1213
9 10
i tdi6 7 8 9 10 11 12 13 14
4
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7
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12
13
14
15
45
67
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4 5 6 7 8
910
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1213
9 10
i tdi
13
14
6 7 8 9 10 11 12 13 14
4
5
6
7
8
9 1011
12
13
14
15
45
67
8
11
4 5 6 7 8
910
11
1213
9 10 14
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14
i tdi6 7 8 9 10 11 12 13 14
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4 5 6 7 8
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1213
9 10 14
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i tdi6 7 8 9 10 11 12 13 14
4
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6
7
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9 1011
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14
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45
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4 5 6 7 8
910
11
1213
9 10 14
13
14
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14
i tdi6 7 8 9 10 11 12 13 14
4
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7
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9 1011
12
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i tdi6 7 8 9 10 11 12 13 14
4
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6
7
8
9 1011
12
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14
15
i tdi
Áreas de desmonte y terraplénElementos de la geometría y representación de caminos rurales
Método de los perfiles
50
51
52
53
545556
5758
59
49
50
51
52
53
545556
5758
59
56
57
58
59
49
Áreas de desmonte y terraplénElementos de la geometría y representación de caminos rurales
Método de los perfiles
5455
53
52
58
56 57
5455
53
52
58 PC=50
56 57
5455
53
52
58 PC=50
56 57
5455
53
52
58 PC=50
56 57
5455
53
52
58 PC=50
56 57
5455
53
52
58 PC=50
56 57
ef
5455
53
52
58 PC=50
56 57
E F
ef
Áreas de desmonte y terraplénElementos de la geometría y representación de caminos rurales
Método de los perfiles
50
51
52
53
545556
5758
59
56
57
58
59
49
E F
50
51
52
53
545556
5758
59
56
57
58
59
49
E F
A
B
50
51
52
53
545556
5758
59
56
57
58
59
49
E F
A
B
C D
G H
50
51
52
53
545556
5758
59
56
57
58
59
49
E F
A
B
C D
G H
50
51
52
53
545556
5758
59
56
57
58
59
49
Comparación con el método de los conos de talud:
Áreas de desmonte y terraplénElementos de la geometría y representación de caminos rurales
Método de los perfiles
5455
53
52
58 PC=50
56 57
E F
ef
Planos a incluir en el proyecto de un camino ruralElementos de la geometría y representación de caminos rurales
- situación (1/50000, 1/25000)
- estado actual (1/50000, 1/25000)
- estado futuro (1/2000, 1/1000)
- perfil longitudinal (EH-EV= 1/2000-1/200, 1/1000-1/100)
- perfiles transversales (1/100, 1/200)
- perfiles tipo (1/50, 1/25)
- elementos auxiliares (drenajes, barreras de seguridad, etc)
- detalles (cunetas, pasos de agua, cruces con canales , etc)
Planos a incluir en el proyecto de un camino ruralElementos de la geometría y representación de caminos rurales
4
5
6
7
810
6
789
1011
7
1
2
3
45
8
9
12
2
1
3
13
EXPLOTACIÓNDE ORIGEN
al Higuerón3 km
ALMACÉN
CARRETERACOMARCAL-123
a Almodovar17 km
ArroyoTamujoso
ArroyoVeredón
9
97
6
0 5 10 15 20 25 m
Situación
Planos a incluir en el proyecto de un camino ruralElementos de la geometría y representación de caminos rurales
4
5
6
7
810
6
789
1011
7
1
2
3
45
8
9
12
2
1
3
13
A(3)
B(13)
EXPLOTACIÓNDE ORIGEN
al Higuerón3 km
ALMACÉN
CARRETERACOMARCAL-123
a Almodovar17 km
ArroyoTamujoso
ArroyoVeredón
9
97
6
0 5 10 15 20 25 m
Alineación nº1recta en 65.8 m
Alineación nº2Curvaradio= 41.8 mángulo= 69ºlongitud=50.3 m
Alineación nº3recta en 93 m
Estado actual
Planos a incluir en el proyecto de un camino ruralElementos de la geometría y representación de caminos rurales
7
86
910
5
4
7
8
9 87
12
11
10
6
1
23
45
1
2
3
8
9
7
8
65
46 7 6
A(3)
B(13)
4
5
6
7
8
9
10
11
12
EXPLOTACIÓNDE ORIGEN
ALMACÉN
CARRETERACOMARCAL-123
al Higuerón3 km
17 kma Almodovar
0 5 10 15 20 25 m
A(3)
B(13)
p1
p2
p3
p4
p5
p6p7
p8
p9
p11
p12
p10
p13
Estado futuro
Planos a incluir en el proyecto de un camino ruralElementos de la geometría y representación de caminos rurales
Perfil longitudinal
02468
1012
COTAS ROJASTERRAPLÉN
DESMONTE
ORDENADASRASANTE
TERRENO
DISTANCIASAL ORIGEN
PARCIALES
PERFIL Nº
ESTADO DE ALINEACIONES
{{{
A
B
2.855 1.275
0.927 1.044 0.818 0.562 0.490
0.426 0.611
13 12 11 10 9 8.5513 8 7 6.1400 6 5 4 3
13 9.145 9.724 10.927 10.044 9.369 8.562 7.490 6.523 6 5.426 4.611 3
0 20.913 41.827 62.740 83.654 93.039 104.567 125.481 143.338 146.394 167.308 188.221 209.135
0 20.913 9.384 11.528 17.857 3.05520.913 20.913 20.913 20.913 20.913 20.913 20.913
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Nº 1 RECTA DE 65.8 mNº 2 CURVAÁNGULO = 69ºLONGITUD = 50.3 m
Nº 3 RECTA DE 93 m
0 2 41 3 5 mEV
0 5 10 15 20 25 mEH
RAMPA DEL 4.78%
Planos a incluir en el proyecto de un camino ruralElementos de la geometría y representación de caminos rurales
02468
1012
COTAS ROJASTERRAPLÉN
DESMONTE
ORDENADASRASANTE
TERRENO
DISTANCIASAL ORIGEN
PARCIALES
PERFIL Nº
ESTADO DE ALINEACIONES
{{{
B
2.855 1.275
0.927 1.044 0.818 0.562 0.490
13 12 11 10 9 8.5513 8 7
13 9.145 9.724 10.927 10.044 9.369 8.562 7.490
0 20.913 41.827 62.740 83.654 93.039 104.567 125.481
0 20.913 9.384 11.52820.913 20.913 20.913 20.913
1 2 3 4 5 6 7 8
Nº 2 CURVAÁNGULO = 69ºLONGITUD = 50.3 m
Nº 3 RECTA DE 93 m
0 2 41 3 5 mEV
0 5 10 15 20 25 mEH
RAMPA DEL 4.78%
Perfil longitudinal (detalle)
Planos a incluir en el proyecto de un camino ruralElementos de la geometría y representación de caminos rurales
Perfil longitudinal
02468
1012
COTAS ROJASTERRAPLÉN
DESMONTE
ORDENADASRASANTE
TERRENO
DISTANCIASAL ORIGEN
PARCIALES
PERFIL Nº
ESTADO DE ALINEACIONES
{{{
A
B
2.855 1.275
0.927 1.044 0.818 0.562 0.490
0.426 0.611
13 12 11 10 9 8.5513 8 7 6.1400 6 5 4 3
13 9.145 9.724 10.927 10.044 9.369 8.562 7.490 6.523 6 5.426 4.611 3
0 20.913 41.827 62.740 83.654 93.039 104.567 125.481 143.338 146.394 167.308 188.221 209.135
0 20.913 9.384 11.528 17.857 3.05520.913 20.913 20.913 20.913 20.913 20.913 20.913
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Nº 1 RECTA DE 65.8 mNº 2 CURVAÁNGULO = 69ºLONGITUD = 50.3 m
Nº 3 RECTA DE 93 m
0 2 41 3 5 mEV
0 5 10 15 20 25 mEH
RAMPA DEL 4.78%
Planos a incluir en el proyecto de un camino ruralElementos de la geometría y representación de caminos rurales
Perfiles transversalesP13
D=0.11 m0
20.9135 P12
D=4.80 m0.6110
20.9135
2
2
P11
D=5.30 m0.4264
20.9135
2
P10
D=2.15 m3.0558
2T=0.26 m 2
P9
D=2.79 m0.3770
17.8577
2T=0.10 m 2
0
P8
D=0.60 m0.4902
20.9135T=1.33 m
22
P7
D=5.31 m0.5620 2
P6
D=5.85 m0.8181 2
11.5288
P5
D=7.68 m1.0440 2
9.3847
P4
D=2.84 m0.9278 2
20.9135
P3
T=9.33 m1.2755 2
20.9135
P2
T=33.81 m2.8554 2
20.9135
P1
20.9135
0 1 2 3 4 5 mEV = EH
PERFIL DESMONTE(m2)
TERRAPLÉN(m2)
DISTANCIA(m)
1 0 02 0 33.81 20.9143 0 9.33 20.9144 2.84 0 20.9145 1.044 0 20.9146 0.82 0 9.3857 0.562 0 11.5298 0.60 1.33 20.9149 2.79 0.10 17.858
10 2.15 0.26 3.05611 5.30 0 20.91412 4.80 0 20.91413 0.11 0 20.914
BibliografíaElementos de la geometría y representación de caminos rurales
AGÜERA, F.; F.J. AGUILAR; F. CARVAJAL; J. MARTÍN-GIL. Aplicaciones del sistema diédrico y acotado en la ingeniería rural. Almería: Librería UAL, 1998.
AGÜERA, F.; F.J. AGUILAR; F. CARVAJAL. Introducción a la Geometría Descriptiva. Almería: Servicio de Publicaciones de la Universidad de Almería, 1999.
COLLADO SÁNCHEZ-CAPUCHINO, V. Sistema de planos acotados. Sus aplicaciones en ingeniería. Albacete: Editorial Tebar Flores, S.A., 1988.
GENTIL BALDRICH, J.M. Método y aplicación de representación acotada y del terreno. Madrid: Biblioteca técnica universitaria. Editorial Bellisco, 1998.
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