02_Estudio de Rutas

TEMA

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Ing. Oscar Fredy Alva VillacortaDocente de la Facultad de Ingeniería Civil

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La primera etapa en la elaboración de un proyecto decarretera consiste en el estudio de rutas.

“Una ruta es una franja de terreno, de ancho variable,“Una ruta es una franja de terreno, de ancho variable,que se extiende entre los puntos terminales eintermedios por donde la carretera debeobligatoriamente pasar, y dentro de la cual podrálocalizarse el trazado de la vía”

Como un estudio importante del TRAZO de una carretera tenemos el Reconocimiento.

Una carretera tiene dos puntos fijos: El punto Inicial y el Punto Final. Entre estos puntos se pueden trazar varias carreteras.

El objetivo del reconocimiento es seleccionar entre las rutas posibles, la más favorable,de tal forma que mediante el trazado, se ubique el eje de la carretera que sirva mejor alos terrenos adyacentes y al tráfico que se espera; y que su construcción se pueda hacerde acuerdo a las normas requeridas y con un mínimo costo

El reconocimiento puede ser de RUTA y de TRAZO.

Reconocimiento de ruta .- En la ruta elegida, se determina los puntos de paso de las cadenas de montañas, de las corrientes de agua, poblaciones y otros elementos necesarios. Con los datos recopilados, se fijará las características y el elementos necesarios. Con los datos recopilados, se fijará las características y el costo aproximado del trazo y se limita la zona de estudio a una faja de terreno que

se extiende entre los puntos de paso.

Reconocimiento de traz o.- Además del reconocimiento de ruta, al hacer el trazo, se efectúan reconocimientos cortos con el fin de fijar en el terreno las soluciones más convenientes, dentro del alineamiento general establecido por el de ruta.

Estos reconocimientos, en realidad forman parte de los Estudios Preliminares .

A) Propósitos del Reconocimiento:

� Descubrir si existe una ubicación práctica entre los puntos terminales propuestos ó determinar cuál de las rutas estudiadas es la mejor.

� Indicar terminantemente por que rutas se deberán seguir estudios detallados de trazo.trazo.

� Tener una idea del costo probable de construcción de la carretera propuesta.� Establecer el efecto posible de la carretera en el desarrollo económico de los

terrenos por los que atraviesa.� En carreteras especiales como escénicas, se debe lograr ubicar puntos de

interés paisajista o histórico y estimar los posibles efectos destructivos de la carretera en el paisaje natural.

Un aspecto importante en el Reconocimiento, es el estudio intensivo de latopografía de la zona entre los puntos terminales. Estos estudios revelarángeneralmente las posibles vías que puedan seguirse para ejecutar el trazo yobstáculos que deben evitarse.

Configuración del Terreno

Abras.- Son los puntos bajos que se encuentran en la Línea de Cumbres.También se les llama Puntos de Paso, Gargantas Cuellos, Collados óPuertos.

Los cuellos que se prefieren son los que tengan las siguientes condiciones:

� Menor elevación con respecto a otras próximas� Menor espesor en el cruce� Ascensos favorables� Se aproxime a la dirección general del trazado

1. Dos ríos corren sobre una misma línea pero en direcciones o puestas

Para que este fenómeno se realice, entre los ríos R y R` debe de existir una divisoriatal como DV, ahora bien para que se hayan formado corrientes en el sentido SR yS`R` deben de existir divisorias de segundo orden en vv`, vv”, dd`, dd” que las

Reglas de Brisson:

S`R` deben de existir divisorias de segundo orden en vv`, vv”, dd`, dd” que lasencauzan y que se unen a la principal en los picos o puntos altos v,d de dondearrancaron. El punto de paso se encontrará pues necesariamente entre los picos V yD en la línea que sigue la divisoria y en el cruce de ella con la recta RS R´S´ que es ladirección que siguen los ríos.

2. Cuando los ríos corren paralelamente en el mismo sentido

Es indudable que para que se formen dos corrientes paralelas debe de existir entreellas una divisoria secundaria tal como dv que haya impedido que se unan y que paraque la dirección de las corrientes sea la de la flecha es indispensable que exista otra

Reglas de Brisson:

que la dirección de las corrientes sea la de la flecha es indispensable que exista otradivisoria SS` de primer orden próximamente normal a las direcciones anteriores y queha obligado a las aguas a seguir de S a R. El punto de encuentro de estas dosdivisorias será un pico d y los puntos x y x’ de encuentro de la divisoria con la líneaque sigue la corriente serán aproximadamente puntos de paso.

3. Cuando dos ríos corren paralelos y se apartan después en se ntido contrario

Para que corran paralelos, en AB debe de existir una divisoria que los separe y seapartan en sentido contrario porque se ha interpuesto otra divisoria cuyos puntos másaltos están en R y T, encuentro de las divisorias, y que desciende indudablemente

Reglas de Brisson:

altos están en R y T, encuentro de las divisorias, y que desciende indudablementehacia C y D; B es, pues, un pico y debe haber necesariamente puntos de paso en R Sy T.

4. Cuando dos ríos corren en sentido próximamente paralelo p ero en sentidocontrario

Para que estos ríos hayan podido formarse es necesario que existan entre ellos unalínea de cumbres DD ; ahora, para que sea posible que corran en sentido contrario es

Reglas de Brisson:

línea de cumbres DD´; ahora, para que sea posible que corran en sentido contrario esnecesario que el terreno baje de S hacia R en el primero y de S` a R` en el segundo,luego sobre la línea SS´ que une a las cumbres debe de haber un punto bajo p en elencuentro de esta línea con la divisoria DD.

5. De las dos vertientes de un valle, tendrá mayor inclinación transversal la másestrecha, es decir aquella que corresponde a la menor separación entre el talweg y ladivisoria

Reglas de Brisson:

6. La vertiente cortada por mayor número de cursos de agua probablemente es másquebrada que la otra vertiente.-

7. Cuando la dirección general del río se aproxima a la línea recta la pendiente deltalweg es pronunciada y las laderas escarpadas.

8. Si el río divaga formando grandes “eses” correrá en un terreno de pendienteinsignificante y vertientes muy tendidas. Es el caso opuesto al enunciado anterior.

División Geográfica del Perú:

COSTA

• La acción eólica, que da lugar a la formación de dunas. Constituyen vallas a la circulación invadiendo la plataforma de las carreteras

• Inconveniente en la ubicación de los puentes que deben de proyectarse casi en la desembocadura de los ríos.

SIERRA

• compleja orografía (montañas), que obliga a vencer diferencias de altitud notables

• acción de los glaciares, así como también los problemas de huaycos y aluviones.

SELVA

• Calidad del suelo, que presentan problemas de drenaje• Fuertes lluvias producen enormes deslizamientos de los flancos que

comprometen la estabilidad de las carreteras • Sistema hidrográfico que inunda grandes zonas de muy difícil drenaje

Clasificación del terreno por su relieve:

Topografía Plana

• Cuando la pendiente del terreno en sentido transversal a un determinado eje tiene una inclinación menor de 10 . También se dice que es toda región en la cual el promedio de inclinación del terreno, en una longitud de 30 km, es menor del 2%.

Topografía Ondulada

• Cuando la pendiente del terreno en sentido transversal a un determinado eje tiene una inclinación entre 10y 20 . También se dice que es toda región en la cual el promedio de inclinación del terreno, en una longitud de 30 km, está entre 2% a 4%

Topografía Accidentada

• Cuando la pendiente del terreno en sentido transversal a un determinado eje tiene una inclinación mayor de 20 . También se dice que es toda región en la cual el promedio de inclinación del terreno, en una longitud de 30 km, es mayor del 4%.

B) Controles para localizar una carretera:

Todo elemento que origine una orientación del trazo se llama “CONTROL” .Podemos distinguir dos tipos de controles

• Consideraciones de orden político imponen el Los grandes • Consideraciones de orden político imponen el paso de la carretera por ciertas localidades

• Deben ser respetados escrupulosamente por el Ingeniero

Los grandes controles de

paso o Primarios

• La topografía.• Las características físicas y geológicas del

terreno.• La necesidad de preservar la integridad física,

social y ambiental de la zona perturbada por el paso de la vía y el uso de las tierras atravesadas.

Los controles Secundarios.

Clases de controles Secundarios:

Para efectos del estudio de carreteras, podemos presentar la siguiente clasificación:

� Controles Naturales.-

Son los controles que son productos de la naturaleza, por ejemplo:Ubicaciones convenientes para puentes, una obra baja, etc.

� Controles Artificiales. -

Son controles hechos por el hombre, por ejemplo: Lugaresapropiados para cruces a nivel con ferrocarriles.


� Controles Positivos. -

Son controles que atraen el trazo de la carretera por esa zona. Porejemplo: El paso o abra seleccionada para el punto de cruce de unaejemplo: El paso o abra seleccionada para el punto de cruce de unacarretera por una montaña, las ubicaciones favorables paradesarrollos, cuando se tiene el problema de obtener mayor longituden subidas difíciles.

� Controles Negativos. -

Son controles que tratan de alejar ó evitar el trazo de la carretera;ejemplo. Las áreas pantanosas y las áreas sujetas deslizamientos óinundaciones. También son controles negativos, los trabajos hechospor el hombre como: Represas, reservorios, ferrocarriles, etc.


� Controles Naturales Positivos.-

Son aquellos que siendo productos de la naturaleza, atraen el trazoSon aquellos que siendo productos de la naturaleza, atraen el trazode la carretera por esa zona; por ejemplo: de las dos laderas de unaquebrada, se elegirá la que sea más uniforme y que tenga menospendiente.

� Controles Naturales Negativos. -

Son aquellos que siendo productos de la naturaleza, tratan de evitar óalejar en el trazo de la carretera; por ejemplo: la zona de una laderaque tiene una longitud apreciable de roca fija.


� Controles Artificiales Positivos. -

Son controles hechos por el hombre y que atraen el trazo de laSon controles hechos por el hombre y que atraen el trazo de lacarretera por esa zona. Como ejemplo podemos indicar que unacarretera debe procurar unir el mayor número de pobladores.

� Controles Artificiales Negativos.-

Son controles hechos por el hombre y que tratan de alejar ó evitar eltrazado de la carretera. Por ejemplo: la presencia de una zonaagrícola bien estructurada puede ser motivo de un desvío de lacarretera para no malograr esa infraestructura.

Veamos algunos ejemplos de controles secundarios:

1. Si la carretera atraviesa una zona accidentada, el paso es un control.2. Se puede dar el caso que el abra sería difícil alcanzar de uno de los

dos lados entonces se busca una solución alternativa trazo de túnel, dos lados entonces se busca una solución alternativa trazo de túnel, entonces esto constituye un control.

3. Cuando el trazo obliga obtener mayor longitud en subidas difíciles, la ubicación de los desarrollos son un control.

4. Si la carretera cruza un río ancho, entonces el emplazamiento favorable de un puente es un control.

5. Las áreas pantanosas y las áreas con deslizamientos son puntos de control negativos, esto debe EVITARSE.

6. Calles angostas en poblaciones pequeñas son controles negativos.7. Sitios favorables para pasos a desnivel son controles positivos.

Además de los controles topográficos, tenemos otros, como el uso actual yfuturo que se da a la tierra y que puede tener una influencia primordial en eltrazo. Por ejemplo, se tiene que conectar los pueblos A y B con unacarretera. El trazo mas económico y mas directo sería por el abra “C”. Perola presencia de la población en “E” y la futura carretera, puede decidir paraque el trazo se realice por el abra “D”que el trazo se realice por el abra “D”

En el caso de la figura, se tiene los siguientes controles:

1. Parte mas estrecha en el cause de un río, especial para la ubicación de un puente.

2. Abra más baja y más amplia que permite mejor visibilidad y lograr un trazo en forma diagonal.

3. Zona pantanosa y plana, que obliga a alegar el trazo por ser muy extensa, sin drenaje y no apropiada para la vía. Mala fundación.

4. Huaca ó zona arqueológica. Por ser un centro turístico, el trazo debe hacerse muy próximo a esta zona.

5. Cruce con una vía existente de importancia; deberá hacerse en lugares apropiados para evitar el congestionamiento.

6. Zona agrícola. Procurar no malograr la infraestructura concebida e implementada; por lo tanto el trazo debe apartarse.

Tratar de reunir la mayor información posible referente a la zona en estudio.

� Planos de la región.� Fotografías.� Recorridos de la zona del proyecto y estudios ya existentes.

C) Obtención de la Información

� Recorridos de la zona del proyecto y estudios ya existentes.� Información verbales de viajeros que recorren el área.� Información suministrada por los lugareños.

En el Perú, las fuentes de información donde podemos recurrir son:

� Ministerio de Transportes y Comunicaciones.� Dirección de Ingeniería de la Dirección General de Transporte Terrestre.� Ministerio de Defensa.� Instituto Geográfico Nacional.� Ministerio de Aeronáutica.� Fuerza Aérea Peruana.� Dirección General de Aerofotografía (DIGAF).

Con toda la información recopilada se harán croquis de las rutas enestudio, indicando la información importante como los controles,desniveles, cursos de agua, las filas montañosas, los cruces conotras vías, etc. Las cartas más usadas para elaborar los croquis

D) Elaboración de los croquis

otras vías, etc. Las cartas más usadas para elaborar los croquisestán editadas en escalas 1/25,000 y 1/100,000.

E) Formas de Realizar el Reconocimiento

(1)Recorriendo la ruta por

tierra

(2)Sobrevolando

la Región

(3)Interpretación de fotografías

aéreas

(1) Recorriendo la ruta por tierra

Se realiza a pie, a caballo o en vehículo si fuera posible

Se establecerán las jornadas de trabajo diario para el recorrido de la rutaruta

Instrumental mínimo necesario:

� Eclímetro� Brújula� Barómetro aneroide (altímetro)� Podómetro� Reloj� Prismáticos� Cámara fotográfica� Winchas, jalones, libretas de campo, etc.

Toma de datos

Se deberá tomar la mayor cantidad de datos útiles q ue permita apreciar la importancia de las rutas que se estudia y poder establecer con certeza la MEJOR. Lo s datos a tomar serán:

� Influencia de la carretera para futuro desarrollo de la Región.� Corrientes de agua� Las poblaciones que une.� Industrias, y el desarrollo agropecuario – agrícola.� Puntos notables de difícil configuración topográfica (tramos en

roca, abras; y� El valor del terreno por hectárea para el caso de expropiaciones.

Toma de datos

Cuando se llega a cualquier punto se anotará:

� Hora de llegada,� Hora de llegada,� Distancia recorrida desde la última estación. � Altitud, dirección que se marcará en un croquis� Clasificación del terreno y � Algunos datos sobre inclinación de laderas.

Toma de datos

Cuando se llega a una población.

� Nombre e importancia.� Nombre e importancia.� Actividades de sus habitantes.� Desarrollo comercio – industria, etc.� Número total de habitantes, población económicamente

activa (PEA).� Facilidades de aprovisionamiento de agua, víveres,

materiales, herramientas, combustibles, lubricantes, repuestos, etc.

Toma de datos

Importante:

Las poblaciones ejercen influencia atrayendo las carreteras hacia ellas de acuerdo a su importancia. En el reconocimiento se deberán determinar las que se encuentren sobre la vía principal y las que han de ser unidas a ellas que se encuentren sobre la vía principal y las que han de ser unidas a ellas por ramales con recorridos cortos.

Toma de datos

Llegando a un río.

� Nombre del río.� Nombre del río.� Recorrer el cause aguas arriba y aguas abajo del punto de

paso, para buscar la mejor ubicación del puente.� Se harán secciones transversales y perfiles aproximado del

cauce (naturaleza de las orillas).� Tipo de suelo (para cimentación).� Altura máxima del nivel del agua.� Volumen y velocidad de las aguas.

Toma de datos

Toma de datos

Llegando a un divisoria.

� Nombre y particularidades de la quebrada de orden superior por las que se ha subido.superior por las que se ha subido.

� Condiciones climatológicas del punto de paso: existencia de hielo.

� Realizar un reconocimiento de puntos de pasos próximos (buscar el más bajo).

� Condiciones de las quebradas de acceso: naturaleza de laderas y su inclinación.

� Cuando la zona de acceso al abra es rocosa, se deberá medir para establecer la conveniencia de construcción por el alto costo que representa.

Toma de datos

Teniendo los datos de la clase de terrenos atravesados y habiendotomado de vez en cuando el dato de la inclinación de las laderasestamos en condiciones de tener una cubicación aproximada de loskilómetros y en consecuencia el costo aproximado del movimientokilómetros y en consecuencia el costo aproximado del movimientode tierras .

Por ejemplo:

Un terreno inclinado 20 con una plataforma en corte abierto de6.50 de ancho nos dará unos 5 m3 por ml. de corte que siconsideramos que en la zona el material suelto cuesta S/. 4.00 elm3, se tendrá que el ml de la Carretera costará S/. 24.00 y el Km.S/. 24.000.00

Clases de Longitudes en un trazo

1. El alineamiento ideal (AB)

2. El alineamiento teórico (ACDB)

3. El Alineamiento real.

Directamente de los datos dados por el reloj y el podómetro

Longitud aproximada de la ruta

Cuando el terreno es llano

Directamente de los datos dados por el reloj y el podómetro

Mediante la línea de vuelo

Longitud aproximada = Línea de vuelo x C

C: Constante que depende del terreno y varia de 1.3 a 2. (de 1.3 a 1.4 para terreno ondulado, 1.8 para terrenos accidentados y para casos especiales 2 o más)

Longitud aproximada de la ruta

Por medio de la pendiente media de la carreterade la carretera

L = H / P%

Por ejemplo. Si entre dos puntos del reconocimientotenemos cotas de 2.100 y 2.900 m.s.n.m. respectivamente,la diferencia de nivel entre ambos es H=800 m., que para servencida con una pendiente de 4% requerirá una carretera de800/0.04 = 20,000 m. = 20 km.

De los datos obtenidos también se puede obtener lo siguiente:

1. Perfil longitudinal aproximado .- Para sacar las gradientes medias en subida y en bajada. Estas, así como las alturas de los puntos de paso se ponen en el Cuadro comparativo de conclusiones.

2. Puentes .- Con luces aproximadas en cada quebrada importante podemos tener el número total de metros de puentes que se requerirá en cada ruta.número total de metros de puentes que se requerirá en cada ruta.

3. Afirmado .- Según la clase de Carretera a construir, se supone que la clase de afirmado por utilizar habrá sido prefijada.

4. Alcantarillas .- De acuerdo a los datos de la región y datos pluviométricos se pueden terminar el número aproximado de alcantarillas.

5. Expropiaciones .-Cuando sea necesario efectuar expropiaciones, se averiguará el costo por hectárea del terreno de la zona, conociendo el ancho de derecho de vía de la futura carretera, se podrá valorizar las expropiaciones a realizar

Conocido los costos medios de puentes por ml, afirmado por Km y alcantarillas por ml, se puede

estimar el costo aproximado de la carretera

(2) Reconocimiento en fotografía Aérea

En caso de disponer de fotografías aéreas, estas resultan ser ventajosas para el reconocimiento. En ellas se puede identificar lo siguiente:

� Forma del terreno, su uso, los diferentes tipos de suelos, etc.� Señalar los puntos terminales, los objetivos y controles

secundarios.� Selección de la mejor ruta basándose en las pendientes, curvas

y características de las pendientes.

(2) Reconocimiento en fotografía Aérea

F) Evaluación de las Rutas

Se evaluará las ventajas que ofrece cada ruta como su costo aproximado de construcción, operación y conservación de la vía y compararlos con los beneficios probables que producirá su explotación (beneficio-costo).

Para la comparación de las rutas y seleccionar la mejor, se tendrán en cuenta los siguientes parámetros fundamentales:

� Distancias,� Cambios de pendientes,� Costo de construcción, ubicación de puentes, � Uniones con otras vías, � Alineamiento,� Derecho de vía, etc.

La selección de la mejor ruta para el trazo de la carretera estará en función de:

1. Que sea la ruta más corta,


1. Que sea la ruta más corta,2. Que tenga las pendientes más favorables al tráfico,3. Las zonas tengan vertientes tendidas fáciles de trabajar,4. Recoja mayor cantidad de transporte (mayor radio de influencia),5. Tenga el mejor alineamiento,6. Suministre mejores y mayor cantidad de materiales de construcción,7. Tenga el menor costo de construcción, etc

La comparación de las rutas se puede hacer por diferentes métodos: por ejemplo asignando pesos a cada factor que de acuerdo a su grado de dificultad tendrán un mayor valor. La ruta que tenga el menor puntaje será la más conveniente.


La comparación de las rutas se puede hacer por diferentes métodos: por ejemplo asignando pesos a cada factor que de acuerdo a su grado de dificultad tendrán un mayor valor. La ruta que tenga el menor puntaje será la más conveniente.


En el cuadro se observa que la Ruta Nº 2 es la ruta seleccionada por tener la menor suma de los pesos asignados a cada criterio.

Culminado el reconocimiento, se presentará un informe escrito o Memoria Descriptiva que deberá contener lo siguiente:

1. Descripción de la ruta seleccionada dando las razones de su selección.

G) Preparación del Informe

1. Descripción de la ruta seleccionada dando las razones de su selección.2. Mapas marcados con las rutas estudiadas, resaltando la ruta

seleccionada (línea roja). O en su defecto croquis o bosquejos.3. Fotografías aéreas si las hay,4. Panel fotográfico de los puntos importantes,5. El costo aproximado de la obra, y6. El tráfico probable.

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