curvas verticales, y chaflanes

25
 INTRODUCCION En la última entrega del proyecto final de diseño geométrico de vías, se hace el diseño del alineamiento vertical, curvas simétricas y asimétricas, de tipo cóncava o convexa, de acuerdo a las especificaciones dadas en clase y en el manual de invias.  Además se realia el cálculo de las carteras de nivel de la vía, cartera de chaflanes, cu!icación y de masas. "on las carteras anteriores y con la o!tención de las secciones transversales del proyecto, se realia el cálculo del movimiento de tierra en el transcurso de la vía, En cuanto al plano, se hace el di!u#o de la línea de rasante y posteriormente el traado de las curvas verticales, se hace el plano de chaflanes para sa!er los cortes y terraplenes a realiar en la vía, visto en planta. Además en perfil se ve los cortes y terraplenes. 5

description

teoria vias

Transcript of curvas verticales, y chaflanes

Page 1: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 1/25

 INTRODUCCION

En la última entrega del proyecto final de diseño geométrico de vías, se hace el

diseño del alineamiento vertical, curvas simétricas y asimétricas, de tipo cóncava o

convexa, de acuerdo a las especificaciones dadas en clase y en el manual de

invias.

 Además se realia el cálculo de las carteras de nivel de la vía, cartera de

chaflanes, cu!icación y de masas.

"on las carteras anteriores y con la o!tención de las secciones transversales del

proyecto, se realia el cálculo del movimiento de tierra en el transcurso de la vía,

En cuanto al plano, se hace el di!u#o de la línea de rasante y posteriormente el

traado de las curvas verticales, se hace el plano de chaflanes para sa!er los

cortes y terraplenes a realiar en la vía, visto en planta. Además en perfil se ve los

cortes y terraplenes.

5

Page 2: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 2/25

1. OBJETIVOS

1.1 OBJETIVO GENERAL

$iseñar el alineamiento vertical de la vía, y esta!lecer el movimiento de tierras de

acuerdo a las secciones transversales y chaflanes.

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• %raar la línea de rasante y realiar el diseño de las curvas verticales en

la misma, y o!tener la cartera de nivel de la vía• "alcular la cartera de chaflanes, la cartera de cu!icación y la cartera de

masas, para sa!er el movimiento de tierras &ue se realiara en el

proyecto vial.• 'resentar en forma gráfica las secciones transversales de la carretera

cada () metros en tangente y en curva.•  $i!u#ar en el plano, las curvas verticales, los chaflanes, las onas de

corte y relleno y la curva de masa.

2. MARCO CONCEPTUAL

2.1. MARCO TEORICO

*a metodología empleada en este proyecto se de!e a un análisis cada () mts dedistancia en los cuales se calcula el volumen de corte o terraplén para alcanar una serie de cotas estipuladas en el alineamiento vertical.

%odo esto se resume en una seria de volúmenes calcula!les con una serie defórmulas acorde a la geometría del volumen.

6

Page 3: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 3/25

'odemos expresar estos cálculos en dinero, de!ido &ue este es el limitanteprincipal de cual&uier proyecto y hacer un análisis detallado del mismo.

El alineamiento vertical está formado por una sucesión de tramos rectos y curvas&ue los empalman. *os tramos rectos son líneas de pendiente constante, y las

curvas verticales permiten el cam!io suave de la pendiente para pasar de una aotra.

*as pendientes del e#e de la carretera pueden producir variaciones en la velocidadde operación de los vehículos.

+i la pendiente es cero, no afecta la velocidad si es negativa, es decir &ue, &ue!a#a en el sentido del a!scisado, los conductores tienen &ue reducir la velocidadpor raones de seguridad y si es positiva, o sea &ue su!e en el sentidoconsiderado, la componente del peso del vehículo paralela a la superficie de la vía

se opone a la fuera de tracción, lo cual hace &ue especialmente los vehículospesados reducan su velocidad, y &ue esa reducción sea tanto más rápida cuantomayor sea la pendiente de la carretera. En carreteras de alta velocidad esconveniente &ue las pendientes no pasen de un -.

'or otra parte podemos comenar a ha!lar de las características de la vía y suscomponentes la su!rasante es una sucesión de líneas rectas &ue son laspendientes unidas mediante curvas verticales, intentando compensar los cortescon los terraplenes. *as pendientes se proyectan al décimo con excepción dea&uellas en las &ue se fi#e anticipadamente una cota a un '/ determinado.

*as pendientes ascendentes se marcan positivas y las descendentes con el signoinverso, teniendo en cuenta para su magnitud las especificaciones de pendiente,evitando el exceso de deflexiones verticales &ue desmerita la seguridad ycomodidad del camino o el exagerado uso de tangentes &ue resultaríaantieconómico.

*as condiciones topográficas, geotécnicas, hidráulicas y el costo de las terraceríasdefinen el proyecto de la su!rasante, por ello se re&uiere, el realiar variosensayos para determinar la más conveniente. 0na ve proyectada las tangentesverticales se procede a unirlas mediante curvas para!ólicas.

 $espués del proyecto de la su!rasante, se calcula el espesor &ue es la diferenciaentre la cota del terreno natural y la cota de proyecto. "on el espesor se di!u#anlas secciones de construcción para calcular su área y con esta los volúmenes decorte y terraplén iniciándose así el procedimiento de la determinación económicade la su!rasante &ue consiste esta!lecer proporción para el proyecto del

7

Page 4: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 4/25

alineamiento vertical cuidando los costos y la calidad de los materiales segúnconvenga al movimiento de terracerías.

ELEMENTOS GEOMÉTRICOS QUE INTEGRAN EL ALINEAMIENTOVERTICAL

 Al igual &ue el diseño en planta, el e#e del alineamiento vertical está constituido por una serie de tramos rectos denominados tangentes verticales, enlaados entre sípor curvas verticales.

TANGENTES VERTICALES: *as tangentes so!re un plano vertical secaracterian por su longitud y su pendiente, y están limitadas por dos curvassucesivas.

*a  pendiente máxima es la mayor pendiente &ue se permite en el proyecto. +u

valor &ue da determinado por el volumen de transito futuro y su composición, por la configuración o tipo de terreno por donde pasara la vía y por el tipo de diseño.*as pendientes máximas se utiliaran cuando sea conveniente desde el punto devista económico con el fin de salvar ciertos o!stáculos de carácter local en tramoscortos tal &ue no se conviertan en longitudes críticas.

+e define la longitud crítica de una pendiente como la máxima longitud en su!idaso!re la cual un camión cargado puede operar sin ver reducida su velocidad por de!a#o de un valor prefi#ado. +e considera &ue la longitud crítica es a&uella &ueocasiona una reducción de (1 2m3h en la velocidad de operación de los vehículos

pesados, en pendientes superiores al -. $e orden práctico, se esta!lece lalongitud práctica de una pendiente como la distancia horiontal medida desde elcomieno de la pendiente, necesaria para lograr una altura de 41 metros conrespecto al mismo origen.

*a  pendiente mínima es la menor pendiente &ue se permite en el proyecto. +uvalor se fi#a para facilitar el drena#e superficial longitudinal, pudiendo variar segúnse trate de un tramo en terraplén o en corte y de acuerdo al tipo de terreno. $etoda manera la inclinación de la línea de rasante en cual&uier punto de la caladano de!erá ser menor &ue ).1. +alvo #ustificación, no se proyectaran longitudesde pendientes cuya distancias de recorrido a la velocidad de diseño sea inferior ala recorrida en 4) segundos midiéndose dicha longitud entre vértices contiguos.

CURVAS VERTICALES:

*as curvas verticales son curvas &ue se diseñan cuando se interceptan dostangentes, en forma vertical, de un tramo de carretera. "on el fin de suaviar la

8

Page 5: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 5/25

intersección de dos tangentes, por medio de curvas verticales, se crea un cam!iogradual entre las tangentes, de este modo se genera una transición, entre unapendiente y otra, cómoda para el usuario de la vía. +egún su proyección lascurvas verticales se clasifican en simétricas y asimétricas.

TIPOS DE CURVAS VERTICALES:

9

Page 6: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 6/25

CURVAS VERTICALES SIMÉTRICAS:

*as curvas verticales simétricas se clasifican en dos grupos &ue son5 curvas encresta, tam!ién llamadas encima y curvas en columpio.

CURVAS EN CRESTA O ENCIMA:

+on las curvas &ue se aseme#an a un segmento superior de una circunferencia.*as curvas en crestas se clasifican en5

TIPO I:

+e consideran curvas verticales tipo /, si la cota del punto de intersección de curvavertical 6'/76 se encuentra por encima de la cota del principio de curva vertical

10

Page 7: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 7/25

6'"76 y de la cota del principio de tangente vertical 6'%76 y la curva se a!re en laparte inferior de las tangentes.

TIPO II:

+e consideran curvas verticales tipo //, si la cota del punto de intersección decurva vertical 6'/76 se encuentra entre la cota del principio de curva vertical 6'"76y la cota del principio de tangente vertical 6'%76. 'ueden darse dos casos, en elprimero las pendientes de las tangentes son positivas y la curva se a!re en laparte inferior de las tangentes, de tal manera &ue la cota del '"7 es menor &ue lacota del '/7 y la cota del '/7 es menor &ue la cota del '%7 8'"7 9 '/7 9 '%7 o'%7 : '/7 : '"7; en el segundo caso las pendientes de las tangentes sonnegativas y la curva se a!re en la parte inferior de las tangentes, de tal manera&ue la cota del '"7 es mayor &ue la cota del '/7 y la cota del '/7 es mayor &ue lacota del '%7 8'"7 : '/7 : '%7 o '%7 9 '/7 9 '"7;.

CURVAS EN COLUMPIO:

+on las curvas &ue se aseme#an a un segmento superior de una circunferencia.*as curvas en crestas se clasifican en5

TIPO III:

+e consideran curvas verticales tipo ///, si la cota del punto de intersección decurva vertical 6'/76 se encuentra por de!a#o de la cota del principio de curva

vertical 6'"76 y de la cota del principio de tangente vertical 6'%76 y la curva sea!re en la parte en la parte superior de las tangentes.

TIPO IV:

+e consideran curvas verticales tipo /7, si la cota del punto de intersección vertical6'/76 se encuentra entre el principio de curva vertical 6'"76 y el principio detangente vertical 6'%76. 'ueden darse dos casos, en el primero las pendientes delas tangentes son negativas y la curva se a!re en la parte superior de lastangentes, de tal manera &ue la cota del '"7 es mayor &ue la cota del '/7 y lacota del '/7 es mayor &ue la cota del '%7 8'"7 : '/7 :: '%7 o '%7 9 '/7 9'"7; en el segundo caso las pendientes de las tangentes son positivas y la curvase a!re en la parte superior de las tangente, de tal manera &ue la cota del '"7 esmenor &ue la cota del '/7 y la cota del '/7 es menor &ue la cota del '%7 8'"7 9'/7 9 '%7 o '%7 : '/7 : '"7;.

CURVAS VERTICALES ASIMÉTRICAS:

11

Page 8: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 8/25

0na curva vertical es asimétrica cuando las proyecciones horiontales de sustangentes son de distinta longitud. Esta situación se presenta cuando la longitudde la curva en una de sus ramas está limitada por algún motivo.

ELEMENTOS DE LA CURVA VERTICAL ASIMÉTRICA:

'"75 'rincipio de la curva vertical.

'/75 'unto de intersección de las tangentes verticales.

'%75 %erminación de la curva vertical.

+45 'endiente de la tangente entrante.

+(5 'endiente de la tangente salida.

*45 *ongitud de la primera rama medida desde su proyección horiontal.

*(5 *ongitud de la segunda rama medida desde su proyección horiontal.

*5 *ongitud de la curva vertical. +e cumple5 *<*4 = *(  *4 > *(

?45 $istancia horiontal a cual&uier punto de la primera rama de la curva medidadesde el '"7.

?(5 $istancia horiontal a cual&uier punto de la primera rama de la curva medidadesde el '%7.

@45 rdenada vertical medida desde el '"7.

@(5 rdenada vertical medida desde el '%7.

AREAS DE CORTE Y TERRAPLEN.

*as siguientes áreas de corte y terraplén, fueron arro#adas del cálculo de lasu!rasante mas económica, este procedimiento puede ser sencillo si se di!u#a elperfil y la su!rasante en el programa de Auto"A$, ya &ue solo es necesariocam!iar de lugar la su!rasante y pedirle a la computadora &ue calcule área, esto

12

Page 9: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 9/25

para poder comparar las áreas de corte y terraplén hasta llegar a punto máseconómico.

EMPLEO SIMULTÁNEO DE LAS CURVAS VERTICALES Y HORIZONTALES.

"on relación a la com!inación del alineamiento horiontal con el vertical seprocurara o!servar lo siguiente5

a En alineamientos verticales &ue originen terraplenes altos y largos sondesea!les Alineamientos horiontales rectos o de muy suave curvatura.

! *os alineamientos horiontal y vertical de!en estar !alanceados. *astangentes o las curvas horiontales suaves en com!inación con pendientesfuertes y curvas verticales cortas, o !ien una curvatura excesiva conpendientes suaves corresponden a diseños po!res. 0n diseño apropiado es

a&uel &ue com!ina am!os alineamientos ofreciendo el máximo deseguridad, capacidad, facilidad y uniformidad en la operación, además unaapariencia agrada!le dentro de las restricciones impuestas por latopografía.

c "uando el alineamiento horiontal está constituido por curvas con gradosmenores al máximo, se recomienda proyectar curvas verticales conlongitudes mayores &ue las mínimas especificadas siempre &ue no seincremente considera!lemente el costo de construcción de la carretera.

d "onviene evitar la coincidencia de la cima de una curva vertical en crestacon el inicio o terminación de una curva horiontal.

e $e!e evitarse proyectar la cima de una curva vertical en columpio en ocerca de una curva horiontal.

f En general, cuando se com!inen curvas verticales y horiontales, o unaesté muy cerca de la otra, de!e procurarse &ue la curva vertical este fuerade la curva horiontal o totalmente incluida en ella, con las salvedadesmencionadas.

g *os alineamientos de!en com!inarse para lograr el mayor número detramos con distancias de visi!ilidad de re!ase.

13

Page 10: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 10/25

En donde esté previsto el proyecto de un entron&ue, los alineamientos de!en deser lo más suave posi!le.

'ara determinar el volumen de material en el movimiento de tierras entre dossecciones trasversales consecutivas, es preciso calcular previamente las áreas de

tales secciones con los datos o!tenidos en el terreno y consignados en la carterade chaflanes, denominada tam!ién cartera de cu!icación.

 Al efecto puede considerarse dos tipos de secciones trasversales5 simples, o seaa&uellas en &ue el perfil natural del terreno por su forma más o menos regular,&ueda determinado solamente por la cota de centro y por las cotas laterales de loschaflanes y compuesta, a&uella &ue por las ondulaciones sensi!le de ese perfilre&uieren, para detallar las irregularidades del terreno, además de las cotas decentro y de los chaflanes, cotas de otro punto intermedio referidas a la su!rasantede la vía.

+e consideran en seguida las secciones simples en su triple forma dehomogéneas en corte, en terraplén y mixtas.

- SECCIONES HOMOGÉNEAS SIMPLES

El área de una sección homogénea simple en corte se fracciona en cuatrotriángulos, cuyas áreas pueden calcularse con elementos conocidos.0n sistema de cálculo del área, para una sección de este tipo, &ue podríallamarse de Bcalculo a!reviadoC, es el más rápido y se explica fácilmente.*os datos de la cartera se suponen como tres &ue!rados, colocando

imaginariamente como denominador del intermedio el valor de la semiD!anca, sin tomar en cuenta los signos de la cifra.

- REGLA DE CRUCES

0n procedimiento de cálculo de área, &ue se aplica a todo tipo de seccioneschaflanadas, es el denominado Bregla de las crucesC. +egún este, los datosde la cartera, en una sección como la considerada, se suponen como cinco&ue!rados, colocando imaginariamente un cero 8); como denominador delintermedio y agregando dos &ue!rados extremos, iguales, &ue tengan ceropor numerador y la semi !anca por denominador.

El área se o!tiene tomando la mitad de la suma de los productos de lostérminos de los &ue!rados, indicados con líneas continuas, y restando lamitad de la suma de los productos de los términos de los &ue!rados &ue seindican con líneas interrumpidas.

'ara una sección homogénea simple en terraplén todos los sistemas yfórmulas de cálculo son exactamente iguales a las indicadas para la

14

Page 11: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 11/25

sección homogénea en corte, pues la nomenclatura y relaciones de a&uellacorresponden en rigor a las del grafico invertido de esta.

- SECCIONES MITAS SIMPLES

En las secciones simples de!en calcularse por separado las áreas en cortey las áreas en terraplén, pues en la construcción los volúmenes de una yotra índole se computan separadamente.+i la parte de la sección en terraplén fuese mayor &ue la de corte, esto es,&ue la cota de tra!a#o fuese positiva, la regla de las cruces tiene aplicaciónidéntica.*a regla del Bcalculo a!reviadoC tiene tam!ién aplicación en las áreasmixtas, para el sector &ue contenga el e#e de vía."uando el cero de la sección mixta esta en el e#e la regla de las cruces estam!ién aplica!le.

- SECCION HOMOGENEA EN TERRAPLEN

0na sección de este tipo, correspondiente a un volumen de terraplén encurva, esto es, con so!re ancho y peralte, se calcula en la misma formaindicada para la sección homogénea en corte, adoptando con líneashoriontales de referencia las &ue pasan por uno u otro de los !ordes de laplataforma indicada.

- SECCION MITA

'ara una sección mixta con so!re ancho y peralte tiene aplicación la regla

de las cruces en el cálculo de áreas, con aproximaciones acepta!les.$entro de una sección mixta con so!re ancho y peralte no hay, pues, lugar a compensación de errores, pero los registrados en una sección de estascaracterísticas, en la cual la inclinación del terreno tengo el mismo sentido&ue el de la !anca, se compensara aproximadamente con los de otrasección seme#ante en la cual el sentido de la inclinación natural del terrenosea contrario al de la !anca peraltada.En las secciones mixtas simples, con so!re ancho y peralte, tieneaplicación la regla del Bcálculo a!reviadoC para el sector de área &ueo!tenga tanto el e#e de la vía como la semi!anca sin so!re ancho.

VOLUMENES DE TIERRA

0na ve localiada en el terreno la línea definida en el diseño en planta, esto es, ele#e de la carretera, se nivela este con nivel de precisión partiendo de un F deltraado preliminar y che&ueando cotas con los F sucesivos del mismo. +e

15

Page 12: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 12/25

estacan tam!ién los puntos de tangencia de la curva y todos cuantos seannecesarios para detallar el perfil longitudinal.

"on relación a la cota de cada punto de esa nivelación se colocan las respectivasestacas de talud, denominadas tam!ién de chaflán, las cuales permiten configurar 

una sección en corte o en terraplén en cada a!scisa, cuya área es !ase para elcálculo de los volúmenes en el movimiento de tierra.

 VOLUMENES PARA LA CONSTRUCCION

0na ve localiada en el terreno la línea definida en el diseño en planta, esto es, ele#e de la carretera, se nivela este con nivel de precisión partiendo de un F deltraado preliminar y che&ueando cotas con los F sucesivos del mismo. +eestacan tam!ién los puntos de tangencia de la curva y todos cuantos sean

necesarios para detallar el perfil longitudinal.

"on relación a la cota de cada punto de esa nivelación se colocan las respectivasestacas de talud, denominadas tam!ién de chaflán, las cuales permiten configurar una sección en corte o en terraplén en cada a!scisa, cuya área es !ase para elcálculo de los volúmenes en el movimiento de tierra.

- TALUDES

+e denominan taludes los planos laterales &ue limitan las excavaciones enlos cortes y los volúmenes de los terraplenes en la construcción de una víaterrestre de comunicación. *os taludes se miden por el ángulo &ue formantales planos con la vertical en cada sección recta de la vía, medidadeterminada en tanto por uno, en &ue la unidad tiene sentido vertical.

- ESTACAS DE CHAFLÁN

+e llaman estacas de chaflán y comúnmente chaflanes, a&uellas &ue secolocan en los puntos en donde la línea del talud corta la superficie naturaldel terreno en cada sección transversal.

- TIPOS DE SECCION

16

Page 13: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 13/25

+i una sección trasversal de la explanación de una vía corresponde totalmentea corte o a terraplén se denomina homogénea, y si parte de ella está en cortey el resto en terraplén se denomina mixta. 

- COTA DE TABAJO

+e entiende como la diferencia entre la cota ro#a, la de la su!rasante y la cotanegra, la del terreno en un punto dado del e#e de la vía. "onvencionalmente sedistinguen con los signos 8D; las cotas de tra!a#o en corte y con el signo 8=; lascotas de tra!a#o en terraplén.

- CEROS O PUNTOS DE PASO

*os ceros son los puntos en &ue la cota ro#a es igual a la cota negra, o seaa&uellos en &ue se pasa de corte a terraplén, tanto en sentido longitudinal dele#e como en el trasversal del mismo. +egún la situación de los ceros en la

sección trasversal reci!en tres denominaciones5 ceros laterales, ceros en ele#e y ceros en chaflanes.

- POSICION DE LAS ESTACAS DE CHAFLÁN

"ada estaca de chaflán está determinada por su distancia al e#e y su alturaso!re la su!rasante de la carretera, &ue es el plano de referencia en lostra!a#os de chaflanado.

- COLOCACION DE LAS ESTACAS DE CHAFLÁN

$e toda sección &ue va a chaflanarse se conocen5 ancho de !anca, talud ycota de tra!a#o.Existen dos procedimientos para colocar estacas de chaflán5 uno de e#ecucióndirecta en el terreno en cada punto a!scisado del e#e localiado en la vía, yotro levantando el perfil trasversal del terreno en cada uno de los puntos paradi!u#arlo, diseñar so!re él la sección respectiva de la vía y deducir de estegrafico la distancia del e#e a la correspondiente estaca de chaflán paracolocarla después con esa distancia en el terreno.El sistema de colocación directa de chaflanes en el terreno es el siguiente5 sesitúa una mira en el punto del e#e en la a!scisa dada y con el nivel *ocGe sehace en ella una lectura tal &ue la visual o altura instrumental &uede a metros

completos so!re la su!rasante de la vía, si se trata de corte. +i se trata deterraplén con cota de tra!a#o inferior a 4 m, so!re la mira colocada en el puntodado se hace una lectura igual al valor de dicha cota, con la cual la visual&ueda a la altura de la su!rasante y si la cota es superior a uno o más metroscon fracción, so!re la mira allí colocada se hace una lectura igual a esafracción, de manera &ue la visual &ueda a uno o más metros por de!a#o de lasu!rasante.

17

Page 14: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 14/25

El procedimiento en menor oneroso y prolongado de cuanto aparenta, y lapractica a esta la!or reduce a su mínimo los tanteos y muchas veces loselimina.

- LAS ESTACAS

*as estacas H testigos de los puntos del e#e localiado de la vía presentan doscaras la!radas opuestas en una se marcan las a!scisas y en otra la cota detra!a#o con el signo &ue le corresponda. *as dos caras se orientan en elsentido de la dirección del e#e.*as estacas de chaflán tienen tam!ién dos caras la!radas, en una de lascuales se marca la altura del punto del chaflán so!re la su!rasante, en loscortes, o la altura de esta so!re el punto de chaflán en los terraplenes, con elsigno respectivo esta cara se orienta hacia el centro de la !anca. En la otracara se marca la a!scisa del e#e.*as estacas para señalar los ceros en el terreno tienen solo una cara la!rada,

en la cual se marcan los ceros 8).));, y se clavan inclinadas en los puntoscorrespondientes con la car hacia arri!a.

CALCULO DE AREAS

'ara determinar el volumen de material en el movimiento de tierras entre dossecciones trasversales consecutivas, es preciso calcular previamente las áreas detales secciones con los datos o!tenidos en el terreno y consignados en la carterade chaflanes, denominada tam!ién cartera de cu!icación.

 Al efecto puede considerarse dos tipos de secciones trasversales5 simples, o seaa&uellas en &ue el perfil natural del terreno por su forma más o menos regular,&ueda determinado solamente por la cota de centro y por las cotas laterales de loschaflanes y compuesta, a&uella &ue por las ondulaciones sensi!le de ese perfilre&uieren, para detallar las irregularidades del terreno, además de las cotas decentro y de los chaflanes, cotas de otro punto intermedio referidas a la su!rasantede la vía.

+e consideran en seguida las secciones simples en su triple forma dehomogéneas en corte, en terraplén y mixtas.

- SECCIONES HOMOGÉNEAS SIMPLES

18

Page 15: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 15/25

El área de una sección homogénea simple en corte se fracciona en cuatrotriángulos, cuyas áreas pueden calcularse con elementos conocidos.0n sistema de cálculo del área, para una sección de este tipo, &ue podríallamarse de Bcalculo a!reviadoC, es el más rápido y se explica fácilmente.*os datos de la cartera se suponen como tres &ue!rados, colocando

imaginariamente como denominador del intermedio el valor de la semiD!anca, sin tomar en cuenta los signos de la cifra.

- REGLA DE CRUCES

0n procedimiento de cálculo de área, &ue se aplica a todo tipo de seccioneschaflanadas, es el denominado Bregla de las crucesC. +egún este, los datosde la cartera, en una sección como la considerada, se suponen como cinco&ue!rados, colocando imaginariamente un cero 8); como denominador delintermedio y agregando dos &ue!rados extremos, iguales, &ue tengan ceropor numerador y la semi!anca por denominador.

El área se o!tiene tomando la mitad de la suma de los productos de lostérminos de los &ue!rados, indicados con líneas continuas, y restando lamitad de la suma de los productos de los términos de los &ue!rados &ue seindican con líneas interrumpidas.'ara una sección homogénea simple en terraplén todos los sistemas yfórmulas de cálculo son exactamente iguales a las indicadas para lasección homogénea en corte, pues la nomenclatura y relaciones de a&uellacorresponden en rigor a las del grafico invertido de esta.

- SECCIONES MITAS SIMPLES

En las secciones simples de!en calcularse por separado las áreas en cortey las áreas en terraplén, pues en la construcción los volúmenes de una yotra índole se computan separadamente.+i la parte de la sección en terraplén fuese mayor &ue la de corte, esto es,&ue la cota de tra!a#o fuese positiva, la regla de las cruces tiene aplicaciónidéntica.*a regla del Bcalculo a!reviadoC tiene tam!ién aplicación en las áreasmixtas, para el sector &ue contenga el e#e de vía."uando el cero de la sección mixta esta en el e#e la regla de las cruces estam!ién aplica!le.

- SECCION HOMOGENEA EN TERRAPLEN

0na sección de este tipo, correspondiente a un volumen de terraplén en curva,esto es, con so!re ancho y peralte, se calcula en la misma forma indicadapara la sección homogénea en corte, adoptando con líneas horiontales dereferencia las &ue pasan por uno u otro de los !ordes de la plataformaindicada.

19

Page 16: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 16/25

- SECCION MITA

'ara una sección mixta con so!re ancho y peralte tiene aplicación la regla delas cruces en el cálculo de áreas, con aproximaciones acepta!les.$entro de una sección mixta con so!re ancho y peralte no hay, pues, lugar acompensación de errores, pero los registrados en una sección de estascaracterísticas, en la cual la inclinación del terreno tengo el mismo sentido &ueel de la !anca, se compensara aproximadamente con los de otra secciónseme#ante en la cual el sentido de la inclinación natural del terreno seacontrario al de la !anca peraltada.En las secciones mixtas simples, con so!re ancho y peralte, tiene aplicación laregla del Bcálculo a!reviadoC para el sector de área &ue o!tenga tanto el e#e dela vía como la semi!anca sin so!re ancho.

! SECCIONES COMPUESTAS

+e denomina secciones trasversales compuestas a&uellas en &ue, por lasirregularidades del terreno, es preciso acotar diferentes puntos del perfil a finde calcular las áreas con mayor aproximación posi!le.'ara acotar los puntos esenciales del perfil de una sección trasversalcompuesta se toma como plano de referencia el de la su!rasante de la vía enesa sección. "on !ase en la cota de tra!a#o y utiliando un nivel *ocGe se

hace, en la mura situada en el e#e una lectura tal &ue la altura de la visual&uede a metros completos so!re dicho plano si se opera con cotas de tra!a#oen corte, o de!a#o de él si esta cota corresponde a terraplén.En el estudio de esta clase de secciones se consideran5 homogéneas y mixtassin so!re ancho ni peralte, y homogéneas y mixtas con so!re ancho y peralte.

AREAS MEDIDAS CON PLANIMETRO

El segundo procedimiento anunciado para colocar estacas de chaflán consiste enel levantamiento cuidadoso del perfil trasversal en cada a!scisa del e#e localiado

20

Page 17: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 17/25

de la vía. Este perfil se di!u#a a escala adecuada en papel milimetrado y en él sediseña la sección correspondiente de la !anca, sea en tangente o en curva, condetalles de ancho, so!re ancho, peralte y taludes respectivo.El grafico así ela!orado se o!tiene dos datos, útiles en su orden para laconstrucción y para los cálculos de volúmenes en movimiento de tierras5 las

distancias del e#e a cada uno de los puntos de talud, con las cuales se colocaranen el terreno las estacas de chaflán en cada sección trasversal, y el área de cadasección medida con planímetro para el consiguiente cálculo de volúmenes.+i se trata de una sección con cota de tra!a#o en terraplén, el levantamiento delperfil trasversal se realia en forma análoga a la del caso de la sección en corte,tomando como referencia dicha cota y la recta horiontal &ue pasa por el e#e de lasu!rasante. *a sección &uedara totalmente por encima del perfil del terreno si eshomogénea en terraplén, o parte encima y parte de!a#o si es mixta.

CALCULO DE VOLUMENES

0na ve determinada las áreas de la sección trasversal en un sector de carreteralocaliado, ya por el sistema de localiación directa de estacas de chaflán o por elde levantamiento de perfiles y di!u#o de tales secciones y su medición conplanímetro, se procede el cálculo de los volúmenes comprendidos entre cada dossecciones consecutivas. 'ara los efectos de este cálculo es preciso definir lostipos de volúmenes geométricos &ue más se aproximen a la magnitud de lasmasas de excavación y de terraplén en el movimiento de tierras.

"omo la aplicación de la formula prismoidal en la cu!icación de volúmenes enexplanación de carreteras implicaría la la!or adicional de determinar en el terrenouna sección en la mitad de las dos &ue limitan el volumen por calcular,ordinariamente se emplean el método de las áreas medias &ue consiste en tomar la semisuma de dos áreas consecutivas y multiplicarla por la distancia entre ellas.Este método ofrece resultado suficientemente aproximado, especialmente cuandotales áreas difieren poco entre sí, caso en el cual se estima &ue el error no alcanaa 4. En terrenos con fuertes pendientes trasversales la aplicación del métodopuede ocasionar errores de ( o más, pero es el generaliado en los cómputosprácticos de movimiento de tierras.

2.2. MARCO LEGAL

MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE

21

Page 18: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 18/25

• L"# $$ %22&12&1$$'(

'or la cual se crea el Finisterio del Fedio Am!iente, se reordena el +ector 'ú!lico encargado de la gestión y conservación del medio am!iente y losrecursos naturales renova!les, se organia el +istema Iacional Am!iental,+/IA, y se dictan otras disposiciones.

INVIAS

El /nstituto Iacional de 7ías inició la!ores el primero de enero de 4JJK medianteel decreto (4L4 del -) de diciem!re de 4JJ(, &ue creó un esta!lecimiento pú!licodel orden nacional, con personería #urídica, autonomía administrativa y patrimoniopropio, adscrito al Finisterio de %ransporte, &ue tuviera como o!#etivo e#ecutar laspolíticas y proyectos relacionados con la infraestructura vial a cargo de la Iación.

$urante el fortalecimiento del sector transporte /I7/A+ tam!ién asumió nuevasfunciones y su estructura interna cam!ió con los $ecretos IM ()1N y ()NL del (Kde #ulio de ())-. "omo organismo adscrito al Finisterio de %ransporte, el /nstitutoIacional de 7ías pertenece a la Oama E#ecutiva.

El /nstituto Iacional de 7ías, /nías, tendrá como o!#eto la e#ecución de laspolíticas, estrategias, planes, programas y proyectos de la infraestructura noconcesionada de la Oed 7ial Iacional de carreteras primaria y terciaria, férrea,fluvial y de la infraestructura marítima, de acuerdo con los lineamientos dados por el Finisterio de %ransporte.

OBJETIVOS DE CALIDAD

• "ontri!uir al desarrollo vial del 'aís.

• 'ropender por la +atisfacción de clientes de /I7PA+ y usuarios de la

infraestructura vial.

• Fantener la infraestructura vial a cargo de /I7PA+.

• "ontratar la e#ecución de los programas y proyectos viales.

• *ograr eficiencia y calidad en los programas y proyectos viales.

• Fe#oramiento continuo de los procesos.

22

Page 19: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 19/25

• R")*+,-/0 N '2$ 3"+ 14 3" 56*)7* 3" 28

'or la cual se actualian las Iormas de Ensayo de Fateriales paracarreteras.

• R")*+,-/0 N 91 3"+ 2 3" 3-";<=" 3" 29.

'or la cual se adoptan los límites de pesos y dimensiones en los vehículosde transporte terrestre automotor de carga por carretera, para su operaciónnormal en la red vial a nivel nacional.

• R")*+,-/0 N 2$99 3"+ 1' 3" >,0* 3" 2.

'or la cual se esta!lecen los parámetros mínimos de revisión paravia!iliar los proyectos de inversión de infraestructura vial territorial en

inversión de los recursos del Qondo Iacional de Oegalías.'. PARÁMETROS

1.  $i!u#ar el alineamiento vertical. "alcular las carteras de localiación de larasante para cada curva 8utiliar alternativamente, curvas simétricas yasimétricas;.

2. Fostrar la cartera de nivel de toda la vía.

'.  'resentar secciones transversales en papel milimetrado carta para cadaa!scisa múltiplo de ()m en tangente en cada ()m en curva 8utiliar ( seccionespor ho#a;.

9. "artera de chaflanes.

4. 'lano de chaflanes.

8.  Femoria general de todo el proyecto 8incluye las - entregas corregidas;."umplir normas de /"I%E" y en el es&uema mínimo dado en clase.

9. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL CORREDOR VIAL

23

Page 20: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 20/25

*os re&uisitos y exigencias para el proyecto vial son impuestas por el docente /ng.$aniel contreras &ue evaluara el proyecto del diseño geométrico en todas lasetapas. En los anexos del presente tra!a#o se presentaran los siguientescuadros5

• $i!u#ar el alineamiento vertical. "alcular las carteras de localiación de larasante para cada curva.

• Fostrar la cartera de nivel de toda la vía• 'resentar secciones transversales en papel milimetrado carta para cada

a!scisa múltiplo de ()m.• "artera de chaflanes y cu!icación• 'lano de chaflanes• "artera de diagrama de masas• Femoria de todo el proyecto

4. ANALISIS DE RESULTADOS

24

Page 21: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 21/25

 Al finaliar los cálculos del proyecto se puede decir &ue se o!tuvieron en elalineamiento vertical, K curvas - de las cuales son convexas y una cóncava,siendo intercaladas entre simétricas y asimétricas.

+e realiaron las secciones transversales y #unto a los cálculos de la cartera de

chaflanes, se o!tuvo el movimiento de tierras &ue se realiaría en el proyecto5

 TOTAL TERRAPLEN 79897,53 m3

 TOTAL CORTE 74162,19 m3

+e o!tiene más volumen en terraplén de!ido a una anomalidad muy a!rupta en elterreno en la cual, para este proyecto académico solo se diseñó la curva verticalen el sitio, aun&ue puede tener otra solución, como se expresara más adelante enlas recomendaciones.

N. CONCLUSIONES.

25

Page 22: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 22/25

• Oealiar un !uen alineamiento vertical es clave para la seguridad y

comodidad del usuario, además respetar ciertas normas como () m encorte y 4) m en terraplenes ayuda a reducir costos en el proyecto.

•  Al realiar el trao de la línea de rasante se de!e tener en cuenta la

topografía del terreno, para diseñar algo seguro, cómodo y de !a#omovimiento de tierras.

• Racer el cálculo de las curvas verticales e identificar sus puntos máximos y

mínimos es de ayuda, ya &ue se identifican los puntos donde se de!enu!icar las alcantarillas y los posi!les puntos donde hay acumulación deaguas lluvia.

• 0n !uen cálculo de las secciones transversales y cartera de chaflanes

ayuda a ser más preciso en el movimiento de tierras y a reducir costos.

8.  RECOMENDACIONES

• 'ara el diseño final del proyecto se encontró un sitio critico en el perfil del

terreno en el cual la topografía es a!rupta y presenta una caída repentina y

luego vuelve a su!ir, en este punto hay un relleno mayor a () m y una lu

mayor a 4)) m, lo cual en un caso real como di#o el /ng. $aniel en la

asesoría se de!e implementar un puente o un viaducto el cual daría

solución al pro!lema &ue presenta el terreno en este sitio.•  Al final del proyecto no se puede terminar al mismo nivel del terreno y se

de!e realiar un terraplén, de acuerdo a esto se asume &ue la vía continúa

y se haría un descenso gradual hasta llegar a la cota de terreno natural.

26

Page 23: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 23/25

BIBLIOGRAFÍA

OA7, 'A0* EF/*/. B$iseño de carreterasC. +exta edición. 'opayán 4JJ1.

"SO$EIA+ T, UAFE+. $iseño geométrico de vías. 0niversidad del valle.+egunda edición. +anta fe de ogotá ())).

F/I/+%EO/ $E %OAI+'O%E /I+%/%0% IA"/IA* $E 7/A+ B/I7/A+C,Fanual de diseño geométrico para carreteras. +anta fe de ogotá 4JJV.

I0E7 "$/T IA"/IA* $E %OAI+/%, edición actualiada año ())J."apitulo ? B"lasificación y 0so de las 7íasC

27

Page 24: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 24/25

ANEOSLISTA DE ANEOS

'ág.

ANEO A. "0O7A 7EO%/"A* E+ -(

• "I7E?A A+/FE%O/"A -(4. "0A$O 4 $E - -((. "0A$O ( $E - -(-. "0A$O - $E - -(

• "I"A7A +/FE%O/"A --4. "0A$O 4 $E - --(. "0A$O ( $E - ---. "0A$O - $E - --

• "I7E?A A+/FE%O/"A -K4. "0A$O 4 $E - -K(. "0A$O ( $E - -K-. "0A$O - $E - -K

• "I7E?A +/FE%O/"A -14. "0A$O 4 $E 4 -1(. "0A$O ( $E 4 -1-. "0A$O - $E 4 -1

ANEO B. "AO%EOA $E "RAQ*AIE+ -N

28

Page 25: curvas verticales, y chaflanes

7/21/2019 curvas verticales, y chaflanes

http://slidepdf.com/reader/full/curvas-verticales-y-chaflanes 25/25

4. "0A$O 4 $E - -N(. "0A$O ( $E - -L-. "0A$O - $E - -V

ANEO C. "AO%EOA $E I/7E* $E *A 7/A -J

4. "0A$O 4 $E K -J(. "0A$O ( $E K K)-. "0A$O - $E K K4K. "0A$O K $E K K(

ANEO D."AO%EOA $E "0/"A"/I K-

4. "0A$O 4 $E - K-(. "0A$O ( $E - KK

-. "0A$O - $E - K1

ANEO C."AO%EOA $E FA+A+ KN

4. "0A$O 4 $E - KN(. "0A$O ( $E - KL-. "0A$O - $E - KV

29