CAMINOS

CLASIFICACIN DE LA RED VIAL

CLASIFICACIN DE ACUERDO A LA DEMANDA

1.- AUTOPISTAS

Carretera de IMDA mayor de 4000 veh/da, de calzadas separadas, cada una con

dos o ms carriles, con control total de los accesos (ingresos y salidas) que

proporciona flujo vehicular completamente continuo. Se le denominar con la sigla

A.P.

2.- CARRETERAS DUALES O MULTICARRIL

De IMDA mayor de 4000 veh/dia, de calzadas separadas, cada una con dos o ms

carriles; con control parcial de accesos. Se le denominar con la sigla MC

(Multicarril).

3.- CARRETERAS DE 1RA. CLASE

Son aquellas con un IMDA entre 4000-2001 veh/da de una calzada de dos carriles

(DC).

4.- CARRETERAS DE 2DA. CLASE

Son aquellas de una calzada de dos carriles (DC) que soportan entre 2000-400

veh/da.

5.- CARRETERAS DE 3RA. CLASE

Son aquellas de una calzada que soportan menos de 400 veh/da.

6.- TROCHAS CARROZABLES

Es la categora ms baja de camino transitable para vehculos automotores. Construido con un mnimo de movimiento de tierras, que permite el paso de un solo vehculo.

CLASIFICACIN DE ACUERDO A LAS CONDICIONES OROGRFICAS

1.- CARRETERAS TIPO 1

Permite a los vehculos pesados mantener aproximadamente la misma velocidad que la de losvehculos ligeros. La inclinacin transversal del terreno, normal al eje de la va, es menor o iguala 10%.


Es la combinacin de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehculos pesados a reducir sus velocidades significativamente por debajo de las de los vehculos de pasajeros, sin ocasionar el que aquellos operen a velocidades sostenidas en rampa por un intervalo de tiempo largo. La inclinacin transversal del terreno, normal al eje de la va, vara entre 10 y 50%.


Es la combinacin de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehculos pesados a reducir a velocidad sostenida en rampa durante distancias considerables o a intervalos frecuentes. La inclinacin transversal del terreno, normal al eje de la va, vara entre 50 y 100%.


Es la combinacin de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehculos pesados aoperar a menores velocidades sostenidas en rampa que aquellas a las que operan en terrenomontaoso, para distancias significativas o a intervalos muy frecuentes. La inclinacintransversal del terreno, normal al eje de la va, es mayor de 100%.

POR LO TANTO NUESTRA CARRETERA SER DE 3 CLASE Y

DE TIPO 2

CLASIFICACIN DE LA RED VIAL PERUANA Y SU RELACION CON LA VELOCIDAD DEL DISEO

LONGITUD DE TRAMOS EN TANGENTE

TRAZO DE LA POLIGONAL DE LA CARRETERA

La poligonal es la lnea quebrada resultante de plantear alineamientos que sigan a la LNEA DEGRADIENTE de la ruta seleccionada.

La poligonal de estudio para los reconocimientos topogrficos es una lnea fcil de llevar. Puedelevantarse de distintas maneras, segn el nmero de zonas a estudiar, la rapidez y precisinrequeridas, las caractersticas topogrficas del terreno y la extensin del proyecto y debe ser talque recoja todos los detalles necesarios para que revele claramente cual es la mejor lnea otrazado.

Una vez elegida cual ser nuestra poligonal recibe el nombre de POLIGONAL BASE debido a que servir de apoyo para el futuro replanteo de la obra.

El levantamiento de esta poligonal consiste en la medicin de los ngulos y los lados, en la nivelacin de todos sus vrtices 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.

CRITERIOS BSICOS PARA EL TRAZO DE LA POLIGONAL

-LA POLIGONAL tiene como principio bsico nuestra LNEA DE GRADIENTE, por lo tanto debe pegarse lo ms que se pueda a un grupo de segmentos de la misma.

-En lo posible no debe abarcar muchas curvas a nivel.

-Evitar en lo posible que formen ngulos de interseccin menores a 1

CURVAS CIRCULARES

Fuente: Quintana y Altez

DISEO GEOMTRICO DEL CAMINO

ALINEAMIENTO HORIZONTAL

Curva compuesta

de 2 radios, que

cruzan hacia el

mismo lado

Las curvas horizontales pueden ser simples, compuestas (de 2 o ms centros) o

inversas y adems pueden tener o no tramo en tangente entre ellos.

DISEO GEOMTRICO DEL CAMINO

E: externaT: tangente

ELEMENTOS DE UNA CURVA CIRCULAR SIMPLE

PI: punto de interseccin

PC: principio curva

PT: principio tangente

M: distancia de la ordenada

media

Fuente: Manual de diseo geomtrico para carreteras DG 2001

ngulo de deflexin

ECUACIONES DE LOS ELEMENTOS DE LA CURVA CIRCULAR SIMPLE

Fuente: manual de diseo geomtrico

para carreteras DG 2001

CADENAMIENTO O PROGRESIVA

Como el alineamiento est en planta, el cadenamiento o

progresiva se mide a lo largo de los tramos en tangente y

tramos curvos

Fuente: Propia

CADENAMIENTO - CURVAS HORIZONTALES

Ejemplo:

Si el radio de la curva es 80 m

cadenamiento del PI :5+300

ngulo deflexin derecho: 90

Hallar el cadenamiento del PC y

PT.

solucin

Longitud de la tangente: 80 m

Longitud de la curva: 125.6 m

Cadenamiento PC : 5+300-80 = 5+220

5+300

Fuente: adaptado de manual de diseo

geomtrico para carreteras DG 2001

90

Cadenamiento PT: 5+220+125.6 = 5+345.6

ALINEAMIENTO HORIZONTAL-CURVAS HORIZONTALES SIMPLES

El aspecto crtico en el Alineamiento Horizontal, est en el diseo de las curvas

horizontales donde los vehculos tienden a conservar el movimiento en lnea recta.

Los vehculos permanecen en la curva primeramente debido a la friccin transversal

entre el pavimento y las llantas de los vehculos, pero a veces no es suficiente por lo

que se da una inclinacin a la calzada llamada peralte.

PERALTE O SUPERELEVACION

Tiene un valor mximo hallado de experiencias prcticas

El valor mximo esta sujeto a diferentes condiciones, como:

condiciones de clima, nieve, hielo, forma del terreno, rea

rural o urbana y flujo de vehculos a baja velocidad

Por lo mencionado anteriormente se deduce que no hay un

valor mximo universal para el peralte, sino que depende de

cada situacin especfica

S = 12% para va rural tipo 3 y 4Valores mximos

S = 8% para va rural tipo 1, 2 y 3de peralte (Smax)

S = 6% para zonas con nieve o hielo

S = 4% para zonas urbanas o zonas

con bajas velocidades de circulacin

ALINEAMIENTO HORIZONTAL-CURVAS HORIZONTALES

COEFICIENTE DE FRICCIN TRANSVERSAL

Los valores de ut varan entre 0.5 y 0.35 segn estudios, pero los valoresmximos de diseo segn AASHTO, en pavimento hmedo varan entre

0.17 y 0.09 de acuerdo a la velocidad.

El coeficiente de friccin Transversal varia de acuerdo al tipo de superficie

del pavimento (Asfalto, concreto o superficie granular) y a la friccin

ejercida por los neumticos al pasar por la curva circular

Coeficiente de friccin lateral mximo (utmax) segn velocidad

velocidad (km/h) ut mximo

30 0.18

40 0.17

50 0.16

60 0.15

70 0.14

80 0.14

90 0.13

100 0.12

110 0.11

120 0.10

Los coeficientes de friccin mximos

pueden ser obtenidos con bastante

aproximacin usando esta expresin

utmax = 0.2 - V

1250

V: velocidad (km/h)

Fuente: adaptado de AASHTO

Alineamiento Horizontal-Curvas Horizontales

Radio Mnimo Absoluto

Los valores de peralte y coeficiente de friccin mximo permiten obtener

los radios mnimos absolutos para una curva circular.

2Rmin = V (**)

127 (utmax + smax)

Es importante recordar que el valor de peralte mximo depende del

tipo de carretera segn la orografa (I, II, III, IV) zona con hielo y zona

urbana.

Continuacin de tabla anterior

Cambios del peralte y radio para una Velocidad directriz

En la seleccin de un radio existen diversas posibilidades dependiendo del

peralte y el coeficiente de friccin seleccionados. Hay casos extremos, uno de

ellos es cuando hay radios muy amplios que no requieren de peralte alguno y

el otro es cuando el peralte y el coeficiente de friccin son mximos

determinando el radio mnimo absoluto (ms pequeo de todos) que podra

usarse

Ejemplo de uso de las figuras 304.03-304.06

Se desea proyectar una carretera de tipo 2 en una zona rural con velocidad directriz

de 40 kph. Si el radio seleccionado es 250 m Cul es el peralte que debera

adoptarse para esta condicin?

Carretera tipo 2 indica que el maximo peralte posible a usar es 8.0% . La forma dehallar el peralte pedido es usar la figura 304.05, obtenindose un peralte de

7.2 %

Fuente: Manual de diseo

Geomtrico DG-2001

Eleccin del radio de la curva circular simple

No hay una regla fija , pero los radios de las curvas deben ser lo ms grandes

posibles adaptndose a la topografa de la zona.

Se recomienda no proyectar dos curvas horizontales en el mismo sentido

cuando entre ellas exista una tangente corta, siendo preferible emplear una

sola curva que abarque a las dos.

Los radios de las curvas consecutivas deben asegurar que no exista una

variacin muy grande entre las velocidades que pueden alcanzarse en ellas.

Solo se usarn radios mnimos cuando su uso sea estrictamente obligatorio

segn la topografa y las condiciones de operacin.

Diseo Planimtrico (Solucin)

Ejercicio

Se tiene que proyectar una carretera para unir dos localidades de la

sierra (Orografa - Tipo 2, Segn el Manual de diseo geomtrico de

carreteras). Se cuenta con el estudio de trnsito, el cual determin

que por ella debern circular menos de 400 veh/da), (Tomar en cuenta

que el proyecto tiene limitaciones econmicas)


(50KPH - 70KPH) (Ver Tabla 101.01)

(Ver Tabla Radios Mnimos)

40-60

KPH

40

KPH

40

KPH

f = 0.17

Rmin =

50m.

Tipo

2


1.39(40

)

2.78(40)

55.60

m.

111.20 m.

DiseoPlanimtrico(Solucin)

CURVA DE VUELTA O EN GOLA

=12

tan(12 ) + tan(

22 )

12 = 1 + 2

12 = 1 tan(1

2) + 2 tan(

2

2)

1 = 2 =

Longitud de curva mnima para ngulos de deflexin pequeo

En el caso de ngulos de deflexin D pequeos, los radios debern ser suficientemente

grandes para proporcionar longitud de curva mnima L obtenida con la frmula

siguiente:

L > 30 (10 - D) D < 5

(L en metros; D en grados)

No se usar nunca ngulos de deflexin menores de 59

La longitud mnima de curva (L) ser:

Fuente: Manual de diseo Geomtrico para

carreteras DG-2001

Curvas Compuestas

Se deben evitar en la medida de lo posible, pero

se pueden usar cuando:

El trazo tiene que adaptarse a la configuracin

del terreno para disminuir el costo y la importancia

de las obras de tierras. Una curva se inicia en un punto fijo y las longitudes

de las tangentes resulta desiguales Una curva simple no puede satisfacer las condiciones

impuestas al trazado

Las curvas compuestas pueden estar formadas

de 2, 3 o ms curvas simples de radio diferentes

Fuente: Jos Cspedes

Perfil Longitudinal

1. Generalidades

El perfil longitudinal est formado por la rasante constituida por una seriede rectas enlazadas por arcos verticales parablicos, a los cuales dichasrectas son tangentes.

Para fines de proyecto, el sentido de las pendientes se define segn elavance del Kilometraje, siendo positivas aqullas que implican un aumentode cota y negativas las que producen una prdida de cota.

Las curvas verticales entre dos pendientes sucesivas permiten lograr unatransicin paulatina entre pendientes de distinta magnitud y/o sentido,eliminando el quiebre de la rasante. El adecuado diseo de ellas asegura lasdistancias de visibilidad requeridas por el proyecto.

Alineamiento Vertical - Perfil longitudinal

2. CONSIDERACIONES DE DISEO

La Rasante en relacin a la Orografa.

En terreno Plano

En terreno plano, la rasante estar sobre el terreno, por razones de drenaje, salvo casos especiales.

En terrenos Ondulados

En terreno ondulado, por razones de economa, la rasante seguir las inflexiones del terreno, sin perder de vista las limitaciones impuestas por la esttica, visibilidad y seguridad.

En terrenos Montaosos

En terreno montaoso, ser necesario tambin adaptar la rasante al terreno, evitando los tramos en contrapendiente, cuando debe vencerse un desnivel considerable, ya que ello conducira a un alargamiento innecesario.

En terreno escarpado

El perfil estar condicionado por la divisoria de aguas Resulta desde todo punto de vista deseable lograr una rasante compuesta por

pendientes moderadas, que presente variaciones graduales de los lineamientos, compatibles con la categora de la carretera y la topografa del terreno. Los valores especificados para pendiente mxima y longitud crtica, podrn estar

presentes en el trazado si resultan indispensables. Sin embargo, la forma y oportunidad de su aplicacin sern las que determinen la calidad y apariencia de la carretera terminada

Rasantes de lomo quebrado (dos curvas verticales de mismo sentido, unidas por una alineacin corta), debern ser evitadas toda vez que sea posible. Si las curvas son convexas se generan largos sectores con visibilidad restringida, y si ellas son

cncavas, la visibilidad del conjunto resulta antiesttica y se crean falsas apreciaciones de distancia, curvatura, etc. Lo ltimo es especialmente vlido en carreteras con calzadas separadas En pendientes que superan la longitud crtica establecida como deseable para la categora de carretera en proyecto, se deber analizar la factibilidad de incluir carrilespara trnsito lento. Un carril de trnsito lento puede implicar slo un moderado aumento de costos de movimiento de tierras en carreteras de alto standard.

.CURVAS VERTICALES

Necesidad de Curvas Verticales

Los tramos consecutivos de rasante, sern enlazados con curvas verticales parablicas cuando la diferencia algebraica de sus pendientes sea de 1%, para carreteras con pavimento de tipo superior y de 2% para las dems.

Proyecto de las Curvas Verticales

Las curvas verticales sern proyectadas de modo que permitan, cuando menos, la distancia de visibilidad mnima de parada, de acuerdo a lo establecido

Tipos de curvas verticales simtricas

Longitud minima de Curvas Convexas

La longitud mnima de las curvas convexas debe asegurar por lo menos que un conductor pueda detener el vehculo que maneja al observar un objeto estacionario ubicado delante de su trayectoria.

Alineamiento

De acuerdo al plano en planta

Altura de corte y relleno

Diferencia entre la cota de terreno y la cota de sub-razante

Secciones Transversales

Influye fundamentalmente en la capacidad de la va, en su costo de expropiacin, construccin y conservacin, y tambin en la

seguridad de la circulacin. Un proyecto realista deber en general adaptarse a las condiciones existentes o previstas a corto plazo, pero estudiar la viabilidad de las ampliaciones necesarias en el

futuro.

Normalizacin de Secciones Transversales

Finalidad.- Agrupar los tipos de carreteras

Condiciones.- Se debe de tener en cuenta la importancia de la va, el tipo de trnsito, las condiciones del terreno, los materiales por emplear en las diferentes capas de la estructura de pavimento u otros, de tal manera que la seccin tpica adoptada influye en la capacidad de la carretera, en los costos de adquisicin de zonas, en la construccin, mejoramiento, rehabilitacin, mantenimiento y en la seguridad de la circulacin

ELEMENTOS

NUMERO DE CARRILES SEGN TIPO

Carreteras de Calzadas Separadas.- No se proyectarn ms de cuatro carriles por calzada ni menos de dos en la seccin tipo. No se computarn, a estos efectos, los carriles de cambio de velocidad o de trenzado y los incluidos en confluencias de autovas o autopistas urbanas.

Carreteras de calzada nica.- Se proyectarn dos carriles por calzada, uno para cada sentido de circulacin.

Ancho de Calzada

Ancho de bermas

BOMBEOS

PERALTES

PERALTES MINIMOS

TALUDES

Ejemplo de realizacin de corte

Determinar Ancho de Calzada.- Segn tabla 304.01.

Ancho de Calzada.- 6.60m

Determinacin de Ancho de Berma.- Segn tabla 304.02.

Ancho de Berma.- 0.90m

Obtenemos nuestro ancho total de corte=6.6+0.9x2=8.4m

Determinacin de Bombeo.- Segn tabla 304.03. Debemos de tener en cuenta que contamos con la precipitacin mnima para el ejemplo, y nuestra carretera contara con pavimento superior. . (estos datos son tomados referencialmente para el ejemplo)

Bombeo.- 2%

MOVIMIENTO DE TIERRAS

Es la partida ms compleja y costosa dentro de la construccin de carreteras.

Para calcular Volumen total de material a excavar o trasportarse, es necesario identificar en las secciones transversales las reas de corte y relleno

DIAGRAMA DE MASAS

La representacin de los volmenes totales a Excavarse o a Rellenarse se representa por medio del Diagrama de Masas o llamado tambin Curva Masa

COMPESACION TRANSVERSAL

Si desea realizar una compensacin transversal, es necesario conocer previamente la densidad del suelo natural y la densidad del terrapln.

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