Clases 03 Trazos

5/8/2015

1

Ubicacin y trazado de rutasFuente: Quintana y Altez

Tres posibles rutas

destino

origenFuente: Adaptado de Quintana y Altez

Fuente: Quintana y Altez

CARACTERSTICAS DEL TERRENO

La pendiente transversal del terreno al eje de la carreteradetermina 4 tipos de carretera Los terrenos pueden ser planos,ondulados, accidentados escarpados..El tipo de terreno es importante en el sentido que limita el diseode la carretera y lleva a menores niveles de servicio cuando latopografa es muy variable.

Terrenos accidentadosTerrenos planos Terrenos ondulados

CARACTERSTICAS DEL TERRENO

Representacin del terrenoEl terreno se suele representar a travs de curvas de nivellos cuales posteriormente permiten una reproduccindigital de la superficie

5/8/2015

2

Ubicacin de rutas

En general la ubicacin de rutas en reas urbanas y rurales deben seguir losMismos Principios generales como:

Debe ser lo ms directa posible. Bajas y cortas pendientes Debe ser segura para todos los usuarios Menor costo econmico. Minimizar daos en el medio ambiente

Factores de ubicacin de rutas en zona rural

Los factores de ubicacin de rutas en zona rural se dividen bsicamente en factoresrelacionados con el flujo de trfico y factores fsicos.

En cuanto a los factores relacionadoscon el flujo de trfico podemos mencionar:

Poblacin (existente y propuesta)Patrones de viaje O-D(origen-destino)Rutas alternativas Tamao y clase Factibilidad de posibles mejores Volmenes de trfico existentesActual y futuro uso del suelo

Es preferible que una ruta pase cercade zonas urbanas. Ruta A espreferible a B

Ruta B

Zona urbana Zona urbana

Ruta A

Zona urbana Zona urbana

Factores de ubicacin de rutas en zona ruralEntre los factores fsicos podemos mencionar:

1. Pendientes

No deben ser tan pronunciadas o mantenidas en tramos considerables,Especialmente debido al efecto sobre los camiones. Si la pendiente es muy pronunciada estudiar la necesidad de carriles de ascenso,oestudiar el uso de rutas que no sean tan directas. Tratar de compensar el movimiento de tierras, es decir cortes y rellenos.

Que ruta sera la msconveniente?Fuente: Schoon

Fuente: Propia

5/8/2015

3

Chequeo de las pendientes longitudinales y transversales

Chequeo dela pendiente serealiza coneclmetro



Chequeo dela pendienterealiza coneclmetro

se

Fuente: Propia


2. Movimientos de tierra

Los continuos movimientos de tierra elevan considerablemente el costo deconstruccin de una carretera. El balance entre el corte y relleno debe ser unobjetivo y en los casos en donde no sea posible los cortes son preferibles y elmaterial es llevado a depsitos.

Recomendaciones

Evitar la excesiva importacin/exportacin de materialUso eficiente de equipos Efectuar los rellenos en sentido deavance de la carreteraMinimizar el uso de explosivos ya quese pueden requerir segn la dureza del material Fuente: Quintana y Altez

5/8/2015

4


Cambio de rutadebido a zona rocosa.


AnlisisX

de posibles rutas atravs de un terreno accidentado

Corte x-xabra

abraabra

Plano de curvasde nivelRepresentacinde un abra oportezuelo

X Fuente: Jos Cspedes


3. Facilidad de Unin con la actual red de carreteras

4. Puentes y viaductosAlgunas veces la carretera debe cruzar ros o acantilados y para ello deben usarsePuentes Sin embargo debe recordarse que:

Hay que tratar de minimizar la luz del puente Se van a necesitar trabajos de cimentacin La Posicin y ancho del ro es importante

5. Red ferroviaria

Preferible colocar el caminosobre los rieles del tren y en seccionesen corte.

Fuente: ITS-Leeds, 2005

5/8/2015

5

Factores de ubicacin de rutas en zona ruralAdems hay otros factores fsicos como:

Zonas con material orgnico o de mala calidad para la construccinNapas freticas muy cercanas a la superficie Nmero y direccin de los cursos de aguaAcumulacin de nieve en la carretera. Pendiente longitudinal y transversal de los posibles ejes. Efecto en la armona del paisaje Paso de la carretera por zonas destinadas a la agricultura o sobre zonasprotegidas (arqueolgicas) Caractersticas geolgicas de la zona Clima de la regin Evitar en lo posible la expropiacin de terrenos.

Se muestran algunos ejemplos de factores fsicos en las siguientesdiapositivas.

ChequeoX

de nmero, clase y direccin de los cursos de agua

Corte x-xabra

abraabra

Corte y-y

X Fuente: Jos Cspedes


Chequeo dela pendienterealiza coneclmetro

se


5/8/2015

6


Cambio de rutadebido a zona rocosa.chequeo de pendientelongitudinal


Orientacin desfavorable de losestratos con respecto a la va.(Fuente: Propia )

Orientacin favorable de losestratos con respecto a la va.(Fuente: Propia)

Chequeo de zonas con material orgnico y presencia de agua

Zona de taludes inestablesdebido a presencia dematerial orgnico yabundante presenciarequerir drenaje.Fuente: Quintana y Altez

de agua.

Zona con abundante materialorgnico y presencia de agua.Fuente: Quintana y Altez

5/8/2015

7

El nmero de estructuras a proyectarsecomo: Alcantarillas, puentes o pontonesinfluye directamente en la seleccin de lasposibles alternativas de rutas

Fuente: Propia

Chequeo de la geologa existente

Se aprecian las formaciones rocosasextensas en la margen derecha del ro,lo que hace inviable la ruta , ademsse tienen pendientes transversales casiverticales de las paredes rocosas.

Mapa geolgico

Fuente: Quintana y AltezFuente: Quintana y Altez

Chequeo de la geologa existente

Presencia de sueloinestable en la rutaque pone en riesgo lasuperficie de rodadura

Fuente: Propia

5/8/2015

8

Condiciones climatolgicas

Las condiciones climatolgicasy la presencia de nieve y lluviaspuede ser un factor esencial en elfuncionamiento futuro de lacarretera. Si en una zona hay muchaslluvias y el agua ingresa en las capasinteriores de la calzada y luego sesolidifica debido a las temperaturasbajo cero de la zona, el pavimentosufrir serios daos debido a losesfuerzos generados.


Actividades de las poblaciones y zonas agrcolas


Debe evitarse cruzar zonas agrcolaspara no daar la infraestructuraimplementada o reducir los ingresoseconmicos de la poblacin afectada.


Los factores fsicos mencionados anteriormente tambin se puedenclasificar en:

Determinantes primarios (puntos de paso obligatorio)

Determinantes secundarios (Puntos de control (positivos y negativos )

Factores geolgicos, hidrolgicos, climticos, tcnico - econmico(movimiento de tierras) y sociales ( actividades de la poblacin).

5/8/2015

9

Ejemplos de determinantes secundarios positivos y negativosRestosArqueolgicosDS+-

d. primariopoblado

DS-pantano Va existente

DS+

Parte msestrecha de RoDS+

pobladod. primarioAbra

DS+ZonaAgrcola DS-

Fuente: adaptado de Jos Cspedes

Informacin requerida para la ubicacin de rutas

El propsito del reconocimiento de rutas es determinar cual de las rutasplanteadas es la mejor. Esto se determina a travs de una comparacinde las caractersticas fsicas de cada una de las posibles rutas y loscostos de construccin, uso y mantenimiento que originan.

Permite indicar en que ruta se debe realizar los estudios definitivosde ingeniera Permite establecer el efecto posible de la carretera en el desarrolloeconmico de la regin.

Indica los posibles efectos negativos en el paisaje natural y medioambiente.

Informacin requerida para el reconocimiento de rutas

Las fuentes de informacin comunes son: planos de la regin, fotografas,recorridos de la zona de proyecto y estudios ya existentes

Fuentes en el Per

Instituto Geogrfico Nacional Fuerza Area del Per: Direccin de Servicio Aerofotogrfico

(SAN) Carta de Raymondi Ministerio de Transportes y Comunicaciones Ministerio de defensa

Para estudios de carreteras se pueden usar los siguientes mapas:

Nacional

Mapa del Per a escala 1/1000 000 redactado en base a la carta nacionaly otros levantamientos evaluados por el IGN.

5/8/2015

10


Para estudios de carreteras se pueden usar los siguientes mapas:

Carta Nacional a 1/200 000 levantada por procedimientos clsicos. Estacarta cubre el 90% del pas. Carta Nacional a 1/125000 del IGN Fotografas areas a diferentes escalas a cargo del SAN.

Los estudios bsicos de ruta se realizan generalmente sobre una carta, osobre fotografas areas donde se sealan los determinantes primarios,secundarios, y se podr marcar informacin de las poblaciones, zonas deproduccin, Intensidad de lluvias, tipos de terrenos, formacionesgeolgicas etc.


InformacinPreliminar

Cartas nacionalesPlanos existentesDeterminar lospuntos de controlprimarioDeterminar lospuntos de controlsecundario

Fuente: IGN

Informacin requerida para el reconocimiento de rutasTrazo de ruta sobre plano de curvas de nivel


Cartas nacionales(1:25000)Planos existentes(1:5000)zonasurbanas

Fuente: propia

5/8/2015

11



Fotografas areas

Fuente: SAN



Fotografas areas



Fuente: Propia

5/8/2015

12


Fuente: Propia

Reconocimiento de rutas por tierra

Instrumentos bsicos para el reconocimiento

EclmetrobrjulaPodmetroAltmetro (Aneroide compensado para las temperaturas)RelojPrismticosCmara fotogrficaCinta mtrica ( 30m mnimo)GPS (podr reemplazar a alguno de los anterioresLibreta de campo, y dems tiles de escritorio

Se evalan todos los factores fsicos (DS), y condiciones de desarrolloque estn involucrados con las alternativas.

Trazo de rutas sobreun plano de curvas

de nivel

Fuente: J. Reyes, 2006

5/8/2015

13

Tipos de Alineamientos

1.2.3.

Alineamiento Ideal AB . (lnea recta que uneAlineamiento Terico ACDB (considera DS)Alineamiento real

DP)

Fuente: Adaptado de Jos Cspedes

Fuente: Propia

Fuente: Propia

5/8/2015

14

Trazado de rutasMtodo de la pendiente constante o lnea de gradiente

Pendiente de una lnea en el planoLa lnea AB trazada tiene una pendientedeterminada. Si se expresa en tanto porciento, se obtiene como:

Dv : diferencia decotas entre A y BDh : distancia

B B

Dv horizontal entre A y BAA

Dh

Escala: 1:5000Fuente: propia

P% = Dv x 100Dh

Los tramos en tangente en una carretera tienen valores dependiente que dependen de : la velocidad directriz, la orografay la demanda.Los valores mximos varan segn las condiciones, pudiendo ser porejemplo 5%, 6%, 7%. El valor mnimo por drenaje sugerido enzona de corte es 0.5%.Se acostumbra trabajar con un valor de pendiente menor al mximopara establecer la lnea de gradiente que servir para determinar losposibles ejes de la carretera (usualmente 2 % menor)

En zonas montaosas el trazo debe acomodarse de tal forma deevitar los movimientos de tierra excesivos. Lo comn es el faldeo delas reas elevadas.

fuente: Manual de diseo geomtrico para carreteras DG 2001Tabla 403.01 Pendientes Mximas

5/8/2015

15

Ejemplo de lnea de gradienteSupongamos que la pendiente mxima permitida es de 7% (segn manual deMTC), y tenemos un plano de curvascada 5 metros (cotas)

de nivel (1/5000) con curvas espaciadas

Lnea de gradiente: est formada por launin de puntos trazados sobre lascurvas de nivel manteniendo unapendiente constante

Fuente: propia

5 m

110

105100

100(a escala 1/5000)

P= 5%Lnea de gradiente

Abertura del comps: 100 ma escala del plano

Trazo del eje valindose de la lnea de gradiente constante

Fuente: Adaptado de Guerra Bustamante

(2) Tramos tangente

(3) Trazo definitivo

(1) Lnea de gradiente

l alineamiento que se cia ms a la lnea de gradiente tendr un mayorecorrido, disminuir la pendiente, el trazo ser ms sinuoso, tendr curvas

de menor radio y el movimiento de tierras ser menor

Pero debe haber un equilibrio entre la caractersticas tcnicas y el costo de lbra.

n proyectos importantes suelen necesitarse estudios geolgicos yeotcnicos para determinar las alturas mximas y la inclinacin de losaludes en corte. Cuando los estudios lo determinan es necesario recurrir a

muros de contencin, concreto lanzado y escalonamiento de Taludes.

a estabilidad de los taludes tambin es determinante por que si no sonestables los costos de mantenimiento son elevados

5/8/2015

16

Ejemplo de alineamiento en terreno plano


Se aprecian tangentes largas, curvas circulares de radios extensos y grandeslongitudes de curvas verticales

Ejemplo de alineamiento en terreno montaoso Es comn el mtodo de faldeo Bajas velocidades de diseo Curvas cerradas

Fuertes movimientos de tierras Altos costos econmicos Presencia de curvas consecutivas

Constantes subidas y bajadas Ancho mnimo de calzada.

Fuente: Ing. Carreteras-PUCP, 1998Fuente: Quintana y Altez

Diseo computarizado en 3 dimensiones

5/8/2015

17

Diseo Geomtrico del CaminoEl diseo geomtrico est regido por la velocidad directriz que se define como: lamxima velocidad que se podr mantener con seguridad sobre una seccindeterminada de la carretera, cuando las circunstancias sean favorable para queprevalezcan las condiciones de diseo. La velocidad directriz se determinamediante la demanda de trfico, el tipo de terreno y la clase de va

Velocidaddirectriz

DemandaOrografaTipo de va

Secciones transversales

Alineamiento vertical

Alineamiento horizontal

Estimacin de la demanda

Volumen de trnsitoEs el nmero de vehculos que pasan porun punto o seccin transversal, de un carrilo de una calzada durante un perodo de tiempodeterminado

CaractersticasEspaciales Temporales

Ocupan unlugar

Consumen tiempo Varan constantemente

Fuente: rea transporte-PUCP

Estimacin de la demanda

Es importante saber la tasa de flujo, su variacin temporal, espacial y modal.

La medicin del flujo de trfico tiene muchos usos como:

Planeamiento: los flujos medidos son usados en la clasificacin de lascalles, identificacin de las tendencias de viaje, en estudios orgenes-destinoetc.

Diseo y rediseo de infraestructura.

Anlisis operacional: para el control y anlisis de accidentes, en laintroduccin de carriles prioritarios, carriles reversibles y restricciones de flujo.

5/8/2015

18

Estimacin de la demandaVolumen de trnsito

Q: volumen de trnsitoN: nmero de vehculos que pasanT: perodo determinado (tiempo)

De acuerdo al valor que tome T, los volmenes pueden ser:

absolutos

Nota: no es necesario orden cronolgico

Volmenes de trnsito

Trnsito anual (TA) T = 1 ao Trnsito mensual (TM) T = 1 mes Trnsito semanal (TS) T = 1 semana Trnsito diario (TD) T = 1da Transito horario (TH) T = 1hora Tasa de flujo o flujo (q), T

Clases 03 Trazos

Documents

Transcript of Clases 03 Trazos