CAMINOS I 2016 - I 02
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Diseño de una Carretera
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Diseño Geométrico de Carreteras
“El diseño geométrico es la parte más importante del proyecto integral de
carreteras, ya que a través de él se establece su configuración geométrica
tridimensional, buscando que la vía sea funcional, segura, cómoda,
estética, económica y compatible con el medio ambiente”.
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Diseño Geométrico de Carreteras
El diseño Geométrico de una carretera involucra la correlación de los
siguientes elementos:
1. Elementos físicos de la vía: Los elementos físicos hacen referencia
a los alineamientos (horizontal y vertical) y las secciones transversales
2. Condiciones de operación de los vehículos: Las condiciones de
operación se refieren a las características de los vehículos que usarán la
vía (dimensiones, radios de giro, etc).
3. Características del terreno: Las características del terreno se
refieren a la topografía que presentan.
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Alineamiento Horizontal
El eje de la carretera es proyectado en un plano horizontal conteniendo a las diferentes tangentes y tipos de curvas (curvas circulares y espirales)
1. Elementos físicos de las vías
Eje de la vía
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Alineamiento Vertical
El eje de la carretera es proyectado en un Plano vertical paralelo, obteniéndose el perfillongitudinal (tramos rectos con pendientes unidos con curvas verticales parabólicas
Perfil longitudinal y rasante
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Se analizan las secciones que se forman a lo largo de la carretera cuando es cortada conun plano perpendicular a su eje. Con ellas se puede conocer posteriormente el movimientode tierras y la necesidad de obras de arte o estructuras. Las secciones transversalescambian en tangente y en curva
SECCIONES TRANSVERSALES
SECCIÓN EN LLENO
O TERRAPLÉN
SECCIÓN MIXTA
SECCIÓN EN CORTE
O LADERA
SECCIÓN EN CORTE
O EXCAVACIÓN
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La sección es diferente a la del tramo recto. Hay una inclinación de la curva circular conocida como peralte
SECCIONES TRANSVERSALES EN TRAMO CURVO
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HF: Altura de faros delanteros : 0.60 mHC: Altura de ojos del conductor : 1.07 m
H : Altura de obstáculo fijo en la carretera : 0.15 m
HC: Altura de ojos de un conductor de camión o bus : 2.50 m
HL: Altura de luces traseras de un automóvil o altura perceptible de carrocería : 0.45 m
HT: Altura del techo de un automóvil : 1.30 m
HT: Altura del techo de un camión : 4.10 m
vehículos ligeros (automóviles y camionetas hasta 1.5 Tn)
2. Condiciones de operación de los Vehículos
5.8 m2.10 m
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Giros mínimo de los vehículos
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Fuente: Manual de diseño Geométrico para Carreteras DG 2014
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3. Características del TerrenoLos terrenos pueden ser planos, ondulados o accidentados.La pendiente transversal del terreno al eje de la carretera determina 3 tipos de carretera.El tipo de terreno es importante en el sentido que limita el diseño de la carretera.Y lleva a menores niveles de servicio cuando la topografía es muy variable.
Terreno plano Terreno accidentadoTerreno ondulado
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RED VIAL PERUANA
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Como se diseñaba
antiguamente las
carreteras
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UBICACIÓN Y TRAZADO DE RUTAS
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TRES POSIBLES RUTAS
Debe ser lo
más directa posible Bajas y cortas pendientes
Debe ser
segura para todos
los usuarios
Menor costo
económico.
Minimizar
daños en el medio
ambiente
En general la ubicación de rutas en áreas urbanas y rurales deben seguir los mismos
Principios generales como:
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ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DE LA VÍA
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LINEA NEUTRA
DESMONTE
TERRAPLEN
PLATAFORMA
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Orientación desfavorable de los
estratos con respecto a la vía.
(Fuente: Propia )
Orientación favorable de los
estratos con respecto a la vía.
(Fuente: Propia)
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INFORMACIÓN REQUERIDA
PARA EL RECONOCIMIENTO DE
RUTAS
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Trazo de ruta sobre plano de curvas de nivel
Información Preliminar
•Cartas nacionales (1:25000)
•Planos existentes urbanas
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Información requerida para el
reconocimiento de rutas
Información Preliminar
•Fotografías aéreas
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Instrumentos básicos para el reconocimiento
• Eclímetro.
• brújula.
• Altímetro (Aneroide compensado para las
temperaturas).
• Reloj.
• Prismáticos.
• Cámara fotográfica.
• Cinta métrica ( 30m mínimo).
• GPS (podrá reemplazar a alguno de los
anteriores.
• Libreta de campo, y demás útiles de
escritorio.
Reconocimiento de rutas por tierra
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Trazo de rutas sobre un plano de curvas de nivel
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1.
2.
3.
Alineamiento Ideal AB . (línea recta que une DP)
Alineamiento Teórico ACDB (considera DS)
Alineamiento real
TIPOS DE ALINEAMIENTOS
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A
B
Dv : diferencia de cotas entre A y B
Dh : distancia horizontal entre A y B
Dv = C2-C1
Dh = Prg2-Prg1
A
B
P(%) = Dv x 100
Dh
Trazado de rutas
Método de la pendiente constante o línea de gradiente
Escala: 1:5000
Pendiente de una línea en el plano
La línea AB trazada tiene una pendiente
determinada. Si se expresa en tanto por
ciento, se obtiene como:
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Los tramos en tangente en una carretera tienen valores de
pendiente que dependen de:
• La velocidad directriz.
• La orografía.
• La demanda.
Los valores máximos varían según las condiciones, pudiendo
ser por ejemplo 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%,
10%, 11% y 12%.
El valor mínimo por drenaje sugerido es 0.5%.
Se acostumbra trabajar con un valor de pendiente menor al
máximo para establecer la línea de gradiente que servirá para
determinar los posibles ejes de la carretera.
.
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Línea de gradiente: está formada por la unión de puntos
trazados sobre las curvas de nivel manteniendo una pendiente
constante
EJEMPLO DE LÍNEA DE GRADIENTE
Supongamos que la pendiente máxima permitida es de 7% ), y
tenemos un plano de curvas de nivel (1/5000) con curvas
espaciadas cada 5 metros (cotas)
Abertura del compás: 100 m a escala del plano
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Trazo del eje valiéndose de la línea de gradiente constante
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El diseño geométrico está regido por la velocidad directriz quese define como:
“la máxima velocidad que se podrá mantener con seguridadsobre una sección determinada de la carretera, cuando lascircunstancias sean favorable para que prevalezcan lascondiciones de diseño”.
La velocidad directriz se determina mediante la demanda detráfico, el tipo de terreno y la clase de vía.
Diseño Geométrico del Camino
Velocidad
directriz Alineamiento vertical
•Demanda•Orografía•Tipo de vía
Alineamiento horizontal
Secciones transversales
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GRACIAS