DISEÑO GEOMETRICO DE CARRETERAS

DISEÑO GEOMETRICO DISEÑO GEOMETRICO DE CARRETERASDE CARRETERAS

PROFESOR: ING. JOHNNY ORGÁZ F.PROFESOR: ING. JOHNNY ORGÁZ F.

DISEÑO GEOMETRICO DE DISEÑO GEOMETRICO DE CARRETERASCARRETERAS

PARAMETROS BASICOS:PARAMETROS BASICOS:VELOCIDAD Y VISIBILIDADVELOCIDAD Y VISIBILIDAD

INTRODUCCIONINTRODUCCION

Dentro del concepto de trazado se incluyen métodos y técnicas relacionados con la forma del camino, sus dimensiones físicas y su relación con el entorno.

El trazado es el primer aspecto que se considera al diseñar una carretera. En general, el trazado es relativamente independiente de otros aspectos del diseño tales como el drenaje, las estructuras o el firme.

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos:

La plataforma de una carretera constituye una superficie inserta en un espacio tri dimensional. Pero su representación en tres dimensiones resulta complicada, y se está más acostumbrado a manejar representaciones bidimensionales

Dado el predominio de la dimensión longitudinal de una carretera, es habitual la simplificación de estudiar, por un lado, la forma de la curva que describe en el espacio un punto característico de la sección transversal (su centro o un borde) y, por otro lado, la sección transversal a él vinculada.

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos: Pero tampoco es bidimensional la curva espacial que describe el

punto elegido como representativo de la sección transversal, por lo que es habitual efectuar simplificaciones adicionales:

– No tomar en cuenta la dimensión vertical (cota) y estudiar el trazado en planta, que es la proyección del eje sobre una superficie paralela a la terrestre (plano horizontal).

– Una vez definido el trazado en planta, considerar de él sólo una dimensión horizontal (la proyección del camino recorrido) y, junto con ella, la cota. Se estudia así el trazado en alzado o perfil longitudinal del camino recorrido.

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos: Sin embargo, no se debe olvidar que se trata de unas

simplificaciones, y que si se quiere evitar la aparición de efectos no deseados, relacionados con la perspectiva apreciada por un conductor, hay que observar una cierta coordinación entre el trazado en planta y el trazado en alzado, de forma que queden en todo caso satisfechas unas exigencias de seguridad, comodidad e integración del camino en su entorno.

Por otro lado, el trazado exige la fijación de ciertos parámetros básicos, entre los que destacan los relacionados con la velocidad y con la visibilidad.


VELOCIDAD

Entre las variables que intervienen en la circulación, la velocidad es una de las más importantes, pues influye al mismo tiempo en la calidad del servicio, a través del tiempo que se tarda en un desplazamiento, y en la seguridad en la circulación


Distribución de la velocidad

El concepto de velocidad es complejo en sí mismo y se puede referir a la de un solo vehículo, que no permanece constante ni siquiera cuando el conductor procura mantenerla fija, o a la distribución de las velocidades de los distintos vehículos en una corriente de tráfico. En general, interesa más estudiar unos valores representativos de la distribución de las velocidades, que seguir la evolución de cada uno de los vehículos que circulan por un tramo.


Para estudiar la velocidad de los vehículos en una sección de una carretera o a lo largo de un tramo de ella, se pueden realizar directamente unas mediciones, o emplear unos modelos matemáticos de los vehículos y de sus conductores, comprobados por la medición de la velocidad de los primeros y por unas observaciones del comportamiento de los segundos.

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos: Es preciso decidir el fractil de la distribución de

velocidades al que se va a referir el trazado de la carretera:

Un trazado que proporcione una circulación cómoda para los fractiles más altos de la distribución de las velocidades resulta muy caro; por tanto, los conductores más rápidos deben estar dispuestos a admitir un cierto grado de incomodidad en sus maniobras.

Sólo se puede admitir que una fracción pequeña de conductores muy rápidos se sitúe más allá de unas condiciones estrictas de seguridad.

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos: Por lo tanto, hay que establecer un compromiso aceptable entre los

costos de construcción y los de explotación, habida cuenta de la diversidad de los comportamientos humanos a los que una misma infraestructura fija pretende servir. Este compromiso suele adoptar la forma siguiente:

Se toma como referencia la velocidad V85, sólo superada por el 15 por 100 de los vehículos, para los aspectos del diseño de la carretera relacionados con la comodidad de la circulación (maniobras menos bruscas, realizadas con mayor margen).

La utilización de V85 para el diseño debe proporcionar también un suficiente margen de seguridad estricta a los vehículos más rápidos (los que circulan a una velocidad V99), aunque sus ocupantes circulen con menor comodidad (maniobras más bruscas o de emergencia).


Velocidad Especifica de un elemento de TrazadoEs propio de muchas ramas de la Ingeniería asignar a las características de un elemento que se diseña una carga de proyecto o de cálculo (generalmente fijada por una norma) para la que se dimensiona.

En el trazado de las carreteras, este papel lo desempeña una velocidad que se relaciona con unos parámetros que de ella dependen. Concretamente, se define la velocidad específica de un elemento del trazado aisladamente considerado como la máxima que se puede mantener a lo largo de él, en condiciones de comodidad y de seguridad

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos:Velocidad de Proyecto o Directriz

El concepto de velocidad de proyecto permite definir las características mínimas del trazado de un tramo en las mismas condiciones que la velocidad específica define al de uno de los elementos que lo componen.

La velocidad de proyecto se identifica con la mínima velocidad específica de los elementos que forman el tramo, es decir, representa la oferta mínima del tramo en materia de velocidades.

Cuanto mayor sea la velocidad de proyecto de un tramo de carretera, mayores serán las dimensiones de sus elementos y menores sus curvaturas e inclinaciones; por tanto, a poco accidentado que sea el relieve del terreno en el que se inserte el trazado


Los valores de la velocidad de proyecto suelen depender de los siguientes factores:

Condiciones del entorno, especialmente el relieve del terreno.

Consideraciones ambientales. Función de la vía dentro del sistema de

transporte. Homogeneidad del itinerario o del trayecto. Condiciones económicas


Velocidad de Planteamiento

El tramo de carretera para el que se define la velocidad de proyecto tiene que tener un trazado homogéneo Y una longitud razonable (del orden de algunos kilómetros).

Para juzgar su homogeneidad es útil el concepto de velocidad de planeamiento, la cual se define por la media armónica de las velocidades específicas VEi de cada uno de sus elementos, ponderadas según la longitud Li de cada uno de ellos.


La velocidad de planeamiento de un tramo depende de su sinuosidad, de la longitud e inclinación de sus rasantes, de la anchura de su calzada y plataforma, y de la frecuencia de los nudos y accesos que hay en él.

Si la velocidad de planeamiento de un tramo resulta muy superior a la de proyecto (por ejemplo, más de 15-20 km/h), es probable que el trazado del tramo no sea homogéneo y que convenga desglosarlo en varios sub-tramos, de modo que cada uno de ellos lo sea.

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos:VELOCIDADES RECOMENDABLES SEGÚN EL SERVICIO NACIONAL DE CAMINOS

VELOCIDADES DE PROYECTO EN FUNCION

DE LA CATEGORIA DE DISEÑO

CATEGORIA

DE LA CARRETERA

CARACTERISTICAS 1 CRITERIO DE CLASIFICACION 2

VELOCIDADES DIRECTRICES

[Km/hr] 3

0

Doble calzada Dos o más carriles por dirección Control total de acceso

– TMDA mayor de 15000 – VHD corresponde a

nivel de servicio C – Función de total

prioridad: movilidad

120 – 80

I.A

Doble calzada Dos o más carriles por dirección Control parcial de acceso


nivel de servicio C o superior

– Función más importante: movilidad

120 – 70

I.B

Calzada simple Dos carriles Control parcial de acceso


nivel de servicio igual o superior al C o D

120 – 70

II Calzada simple Dos carriles

– TMDA mayor de 700 100 – 50

III Calzada simple Dos carriles

– TMDA mayor de 300 80 – 40

IV Calzada simple Dos carriles

– TMDA menor de 200 4 80 – 30


VELOCIDADES RECOMENDABLES SEGÚN AASTHO

VELOCIDADES DE PROYECTO RECOMENDABLES SEGÚN LA AASTHO

TOPOGRAFIA TIPO

DE CAMINO

Plana o con poco lomerío

Con lomerío fuerte

Montañosa, pero poco escarpada

Montañosa, pero muy escarpada

Tipo Especial Requiere Estudio Especial

Tipo A 70 Km/hora 60 Km/hora 50 Km/hora 40 Km/hora

Tipo B 60 Km/hora 50 Km/hora 40 Km/hora 35 Km/hora

Tupo C 50 Km/hora 40 Km/hora 30 Km/hora 25 Km/hora


VELOCIDADES RECOMENDABLES SEGÚN LA NORMA ESPAÑOLA

Velocidad de proyecto tipificados por la Normal española 3.1-IC

Velocidad de proyecto (km/h) Clases de carreteras

120 100 80 60 40

Autopista AP – 120 AP – 100 AP – 80 - -

Autovía AV – 120 AV – 100 AV – 80 - -

Carretera convencional - C – 100 C – 80 C – 60 C – 40


VISIBILIDAD

Aspectos generales

Cuando un conductor se desplaza por una carretera necesita extraer desu entorno unos indicadores visuales que faciliten su tarea de conducir.

Éstos pueden ser de muy distinta naturaleza:

Los que sirven de guía en la perspectiva que percibe: la plataforma (en especial, las marcas viales que delimitan la calzada), las márgenes visibles, las eventuales construcciones.

Los que proporcionan una información: la señalización vertical y horizontal, el balizamiento, la publicidad.


Los que conforman el entorno: los demás usuarios, la presencia de elementos característicos (las aceras que se identifican con un entorno urbano, una mediana que denota una carretera con calzadas separadas), el tipo de los nudos, las dotaciones viarias y el mobiliario urbano.

A fin de que el conductor los pueda tener en cuenta, estos indicadores le deben resultar visibles sean cuales fueren las circunstancias ambientales (de día, de noche, con lluvia, con niebla, etc.). La propia calzada de la carretera que un conductor percibe, y los objetos que en ella puede haber (otros vehículos, peatones, obstáculos, charcos, etcétera), constituyen el más importante indicador visual. De esto tratan las habituales referencias a la visibilidad al hablar del trazado


Visibilidad Disponible

Una visibilidad disponible, la cual se extiende desde la posición del conductor hasta la del objeto o elemento percibido más distante sin que la visual se interrumpa por un elemento del entorno (la propia plataforma de la carretera o sus explanaciones, otros usuarios, la presencia de vegetación, dotaciones viarias o mobiliario urbano).


Visibilidad Necesaria

Una visibilidad necesaria para que el conductor pueda circular y efectuar cier tas maniobras lícitas en unas condiciones adecuadas de seguridad o de comodidad. Su valor ya no es fijo, sino que depende de la velocidad que lleven los vehículos involucrados en la maniobra. Su estimación se facilita por el empleo de modelos matemáticos, generalmente deterministas aunque se empiezan a utilizar los estocásticos.


Puede ser interesante considerar las visibilidades expresadas en segundos, es decir, referidas al tiempo necesario para recorrer la distancia de visibilidad a la velocidad específica (V85) del tramo. La experiencia indica que:

Para permitir una buena anticipación de las maniobras, la visibilidad disponible no debería bajar de 10 o 12 s.

Para Cruzar una trayectoria, o converger con ella sin disponer de un carril de aceleración, se necesitan de 6 a 8 s para un coche, y más para un vehículo pesado o largo.

Para apreciar correctamente la presencia de una divergencia se

necesitan al menos unos 7 s.


Al abordar una curva una visibilidad inferior a 3 s suele contribuir a que se produzcan accidentes. En este caso, la velocidad de referencia es la de, aproximación, no la específica de la curva.

En otros puntos delicados (por ejemplo, el final de un carril adicional), la visibilidad mínima está entre 4 y 10 s, según la dificultad del trazado


Visibilidad DisponibleEn planta

La visibilidad disponible en planta esta ligada a que haya unos despejes laterales en las curvas, es decir, a que los obstáculos que interfieren a la visual (taludes, vegetación, edificios, etc.) se hallen a una distancia suficiente de la plataforma. Sólo en algunos casos sencillos es posible utilizar unas expresiones matemáticas que relacionen los parámetros que definen el trazado en planta con la visibilidad disponible. En el resto de los casos, el método más práctico es el de las visuales reiteradas.


Grafico


Visibilidad DisponibleEn Alzado

También en este caso se puede emplear el método de las visuales reiteradas, y sólo en algunas situaciones sencillas se pueden utilizar unas expresiones matemáticas para la visibilidad disponible, en función de las características del trazado y de otros parámetros como la altura de los ojos del conductor y la del objeto observado


Factores a tomar en cuenta son:

Si se trata de percibir otro vehículo, se adopta una altura correspondiente a que se vean unos 15 o 20 cm de su techo.

En cuanto a los objetos sobre el pavimento que pueden dar lugar a una detención, se observa una tendencia a considerarlos cada vez mayores, puesto que se ha comprobado la casi nula frecuencia de colisión con objetos menores de 15 cm. La tendencia es a considerar unos 35 o 40 cm, que corresponden a la altura de los guiñadres traseros de un coche.

Hay que recordar que las marcas viales y los charcos tienen una altura casi nula.


Se demuestra que la visibilidad disponible VD es independiente de la inclinación de la visual, y vale

Siendo:Kv: El parámetro del acuerdo vertical, que es negativo.h1: La altura de los ojos del conductor sobre el pavimento.h2: La altura del objeto observado.Si x es muy grande, VD x.

212

21 22 hKhKxxxxVD vv


grafica


Al entrar el conductor en el acuerdo vertical (x = 0), la visibilidad disponible alcanza un mínimo constante

Si se halla sobre la rasante se tiene:


Visibilidad NecesariaDonde la visibilidad disponible resulte inferior a la necesaria para una maniobra determinada y no se pueda corregir esta circunstancia aumentando la primera, suele convenir evitar o prohibir esa maniobra. Los intentos de disminuir la visibilidad necesaria, generalmente limitando la velocidad por medio de una señalización específica, son poco eficaces y, aún más, dejan a los infractores del lado de la inseguridad.


Detención.-Distancia de Visibilidad para parar

El modelo matemático universalmente aceptado para representar la distancia DD necesaria para una detención deliberada a partir de una velocidad inicial V0 consta de dos fases que se suman:

Desde que un conductor divisa un objeto hasta que decide detenerse y aplica los frenos transcurre un cierto tiempo de reacción tr durante el cual no se modifica la velocidad inicial del vehículo.

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos: Además, en la detención del vehículo interviene la inclinación i de la

rasante, que puede ser constante (en una rasante uniforme) o variable (en un acuerdo vertical). No se suelen considerar ni la resistencia a la rodadura ni la aerodinámica .

En una rasante con inclinación constante (o si se considera una inclinación media también constante) y expresando V, en km/h, i en %, t, en s y DD en m, con un rozamiento movilizado también constante se obtiene la siguiente expresión:


Cruce.- Distancia de Visibilidad para pasar

Otra maniobra frecuente es la de cruzar otra trayectoria de tráfico (en las carreteras con vencionales), o converger con ella sin disponer de un carril de aceleración. En ambos casos se pretende que esta maniobra se pueda realizar sin obligar a que un vehículo que circule por la trayectoria cruzada (o con la que se converge) tenga que modificar su ve locidad.


Este análisis no exime de que el conductor del vehículo disponga de la visibilidad necesaria para detenerse si la maniobra de cruce o convergencia resultara fallida. En estos modelos intervienen las siguientes variables:

El tiempo de reacción t, (s) que necesita el conductor que pretende cruzar o converger para tomar su información, procesarla y decidirse.

La distancia d (m) que tiene que recorrer el vehículo que efectúa la maniobra sin interferir al tráfico de paso


En el caso de un cruce, dicha distancia es la suma de tres sumandos:

– La distancia desde la línea de detención hasta el borde de la vía que se va a cruzar.

– La longitud de la trayectoria que se seguirá, relacionada con la anchura de la vía que se pretende cruzar y con la oblicuidad del cruce.

– La longitud del vehículo que cruza, que es el parámetro más importante (el tiempo de cruce de un vehículo articulado es más del doble del correspondiente a un coche).


La capacidad media de aceleración j (m/s2), a partir del reposo, del vehículo que realiza la maniobra.

La inclinación i (%) de la rasante de la trayectoria.

El tipo del movimiento que se considera en los modelos matemáticos más utilizados es uno uniformemente acelerado en una rasante de inclinación constante. El tiempo total tc (s) invertido en la maniobra es:

1008.9

.2i

j

dtt rc


Adelantamiento:En una carretera de calzada única con dos carriles para adelantar a otros vehículos más lentos un conductor debe ocupar temporalmente con su vehículo el carril contrario

Se han formulado numerosos modelos matemáticos que pretenden reproducir el comportamiento dinámico de los vehículos que intervienen en un adelantamiento: el adelantado (o los adelantados), el adelantante y el contrarío. Entre los parámetros que intervienen figuran la velocidad de los vehículos, las distancias relativas entre ellos, sus capacidades de aceleración y deceleración (especialmente para el adelantante), y los tiempos de reacción de sus conductores.


Algunos aspectos que deben tomarse en cuenta:

Para que en una carretera con circulación rápida se puedan completar entre un 30 y un 50 por 100, se necesita disponer de una visibilidad mínima de unos 500 m.

Entre 250 y 500 m, se introduce una ambigüedad muy desfavorable para la seguridad de la circulación.

Por debajo de unos 250 m, sólo se puede adelantar a los vehículos

muy lentos.


Unos criterios más matizados obligan a distinguir entre la posibilidad de completar un adelantamiento (relacionada con el nivel de servicio de la carretera) y la de desistir de él (relacionada con la definición de una eventual prohibición de la maniobra). En las siguientes figuras se esquematizan, respectivamente, un adelantamiento completado y otro desistido.


.

Esquema de una maniobra de sobrepaso


El vehículo que sobrepasa, durante el tiempo de percepción y reacción ahora con una velocidad de (V – m), recorre la distancia d1 que es igual a:

Se supone que esta distancia d1 se recorre mientras el vehículo que sobrepasa se mantiene a una distancia S del que lo precede y se admite que esta distancia se calcula así:

11 6,3t

mVd

6mV189,0S


. Durante la maniobra el de mayor velocidad ha estado acelerando, por lo tanto el tiempo t2 requerido, viene dado por la expresión:

La distancia total de sobrepaso d2 será aquella que recorre el vehículo que pasa con respecto al sobrepasado más la distancia recorrida por este último en el mismo tiempo y vale:

a

S4,14t 2

22 t

6,3

mVS2d


Se ha supuesto que en el momento de iniciarse la maniobra de sobrepaso, aparece en sentido contrario un tercer vehículo circulando a la velocidad de proyecto V. Por lo tanto la distancia recorrida por este vehículo será:

En conclusión, la distancia mínima de visibilidad para sobrepasar a un vehículo es igual a la suma de las tres anteriores distancias denominadas d1, d2 y d3; por lo que es igual a:

23 t6,3

Vd

221s t

6,3

Vt

6,3

mVS2t

6,3

mVd


Algunos valores recomendables de distancias de visibilidad tanto para detenerse o parar como para pasar son los siguientes:

DISTANCIAS MINIMAS DE VISIBILIDAD PARA FRENAR EN CAMINOS CON RASANTES HORIZONTALES

Velocidad Directriz [Km/hr]

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

df [m] 30 45 65 85 110 140 175 210 255 300

DISTANCIA MINIMA DE VISIBILIDAD DE SOBREPASO EN CONDICIONES

DE ABSOLUTA SEGURIDAD

Velocidad directriz [Km/hr]

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

ds [m.] 180 270 350 420 490 560 620 680 740 800


VISIBILIDAD HORIZONTAL EN CURVA


Cuando un vehículo recorre una curva horizontal circular, cualquier obstáculo que se encuentre situado en la parte interior de la curva impide la visibilidad al conductor y por lo tanto hace la curva peligrosa.

Lo anterior sucede comúnmente en los cortes, ya que el talud interior presenta un saliente que impide la visibilidad adecuada en la curva; también se constituyen es obstáculos los árboles, edificios, vegetación, etc. La distancia de visibilidad horizontal en curva dh se calcula con la siguiente expresión:


dh = Distancia de visibilidad horizontal en curva [m]R’ = Radio desde el centro O hasta el eje central del carril interno de la curva [m]R = Radio de curvatura [m]a = Ancho de carril [m]f = Deflexión máxima de la curva, medida hasta el obstáculo [m]G = Grado de curvatura [º]df = Distancia de visibilidad para frenar [m]

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos:OTROS PARAMETROS DE DISEÑO

PENDIENTELa pendiente longitudinal es otro parámetro que está relacionado con el diseño geométrico de las carreteras y que nos indica la inclinación que tendrá la superficie de rodadura de la carretera por donde circulará el tráfico vehicular, además dependerá de ella la magnitud del movimiento de tierras que pueda tenerse en un determinado proyecto.PENDIENTE MINIMASi bien desde el punto de vista constructivo y de circulación se podría tomar como pendiente mínima el valor de “0”, por fines de drenaje para garantizar el escurrimiento de las aguas superficiales que caen sobre la carretera la pendiente mínima establecida es de 0,4% que garantiza el escurrimiento superficial


PENDIENTE MAXIMAPENDIENTES LONGITUDINALES MAXIMAS

Categoría

de la carretera

Características 1 Velocidad Directriz [Km/hr] 2

Pendientes Máximas

[%] 2

0 • Doble calzada • Dos o más carriles por dirección • Control total de acceso

120 – 80 3 – 5

I.A • Doble calzada • Dos o más carriles por dirección • Control parcial de acceso

120 – 70 3 – 6

I.B • Calzada simple • Dos carriles • Control parcial de acceso

120 – 70 3 – 7

II • Calzada simple • Dos carriles

100 – 50 4 – 8

III • Calzada simple • Dos carriles

80 – 40 6 – 8

IV • Calzada simple • Dos carriles

80 – 30 7 – 10


La AASHTO recomienda el siguiente cuadro que presenta pendientes máximas en función del tipo de carretera y de la

topografía del terreno:PENDIENTES MAXIMAS RECOMENDABLES

TOPOGRAFIA TIPO DE

CAMINO Plana, o con poco lomerío

Con lomerío fuerte




Tipo A 4% 5% 5,5% 6%

Tipo B 4,5% 5,5% 6% 6,5%

Tupo C 5% 6% 6,5% 7%


PERALTE.-

El peralte es la sobreelevación del carril exterior sobre el carril interior, para verificar la perpendicularidad de la resultante de

fuerzas que actúan sobre el vehículo.

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos:Estas circunstancias conducen a que la resultante de las fuerzas que actúan sobre el vehículo pueda seguir una de las siguientes direcciones:

Cuando Fcp = Pp

Cuando Fcp > Pp Cuando Fcp < Pp

La fórmula del peralte basada en la estabilidad del vehículo y en el confort del conductor es la siguiente:


La fórmula que propone la AASHTO para calcular el peralte es la siguiente:

La ecuación que nos permite calcular los coeficientes de fricción transversal máximos admisibles es la siguiente:

f = 0,196 – 0,0007V

R26,2

Ve

2

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos:VALORES MAXIMOS ADMISIBLES DEL COEFICIENTE DE FRICCION

TRANSVERSAL (f)

Velocidad Directriz [Km/hr]

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

f 0,18 0,17 0,16 0,15 0,15 0,14 0,13 0,13 0,12 0,11

Criterio de aplicacióne máximodeseable

[%]

e máximoabsoluto

[%]

•Zonas rurales con probabilidad de formación de hielo o acumulación de nieve sobre la calzada.•Carreteras de categoría 0 y I.A.•Zonas con desarrollo urbano adyacente a la carretera.

6 6

•Zonas llanas y onduladas, sin probabilidad de formación de hielo o acumulación de nieve sobre la calzada.

6 8

•Zonas montañosas, sin probabilidad de formación de hielo o acumulación de nieve sobre la calzada.

8 10

PERALTES MAXIMOS RECOMENDADOS

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos:DESARROLLO DEL PERALTE

La implementación del peralte obliga a efectuar un giro de la calzada, alrededor de un eje de rotación longitudinal a la misma. La posición de dicho eje, tiene influencia sobre diversos elementos del proyecto tomando en cuenta diversas condicionantes:

Cuestiones relativas al drenaje.

Diferencia admisible de cota entre los bordes extremos de la plataforma o entre los bordes del cantero central, cuando este existe.

Adaptación de la sección transversal al terreno natural.

Consideraciones estéticas, económicas y/o de seguridad.

Necesidades resultantes de intersecciones a nivel o de zonas de enlace.

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos:RADIO DE CURVATURAEl radio geométricamente se define como la línea recta tirada desde el centro del círculo a cualquier punto de la circunferencia. Desde el punto de vista vial el radio de curvatura es aquel parámetro de diseño geométrico que define la curvatura de un arco de circunferencia a través de su longitud, es así que a mayor radio corresponde menor curvatura y a menor radio corresponde mayor curvatura.

RADIOS MINIMOS PARA DIFERENTES VELOCIDADES DIRECTRICES, EN FUNCION DE LOS DISTINTOS PERALTES MAXIMOS DESEABLES Y ABSOLUTOS

Radios Mínimos [m]

Velocidades Directrices [Km/hr] emax [%]

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

6 30 55 90 135 185 250 335 415 530 665

8 25 50 80 125 170 230 305 375 475 595

10 25 45 75 115 155 210 275 340 435 540

Parámetros Básicos:Parámetros Básicos:GRADOS DE CURVATURA MAXIMOS RECOMENDABLES

TOPOGRAFIA TIPO DE

CAMINO Plana o con

poco lomerío Con lomerío

fuerte




Tipo A 8º 11º 16º30’ 26º

Tipo B 11º 16º30’ 26º 35º

Tipo C 16º30’ 26º 47º 67º

TRAYECTORIA DE LOS VEHICULOSTRAYECTORIA DE LOS VEHICULOS

INTERACCIONES ENTRE LOS VEHÍCULOS

Al circular por una carretera los conductores eligen su velocidad y su trayectoria según sus deseos, dentro de las posibilidades que les ofrecen el trazado de la vía y la presencia de los demás vehículos.

Esta última se traduce en unas interacciones entre los vehículos, si éstos están suficientemente cercanos para que se hallen comprometidos, lo cual depende de la densidad de la circulación


En un tramo de una carretera de calzada única con dos carriles, las interacciones posibles son cuatro:

El cruce con un vehículo que circule en sentido opuesto. El seguimiento de un vehículo más lento que circule en el

mismo sentido. El adelantamiento de dicho vehículo, que tiene lugar

ocupando temporalmente el carril normalmente reservado a los vehículos que circulan en sentido opuesto.

Los cambios de carril relacionados con un adelantamiento, que son dos (uno al iniciarlo y otro al completarlo). Cada cambio de carril requiere de 2 a 3 s.


Si la carretera de calzada única tiene más de un carril para el sentido de circulación considerado, respecto del esquema descrito se producen las siguientes variaciones:

El adelantamiento no requiere la ocupación del carril contrario. Normalmente se realiza por la izquierda (en algunos países está prohibido adelantar por la derecha.)

Aparece otro tipo de interacción: la circulación paralela, en la que dos vehículos circulan cada uno por uno de los dos carriles.

Los cambios de carril están normalmente asociados a la velocidad elegida por el conductor: los más rápidos suelen ir por el carril situado más a la izquierda.


La presencia de nudos en los que se conecta con otras vías da lugar a unas interacciones específicas, además de las indicadas:

Divergencia: dos trayectorias se separan de una común. Si el cambio de filaConvergencia: dos trayectorias se unen en una común. Si la inserción de los ve hículos procedentes de una fila en los huecos de la otraCruce: dos trayectorias ocupan un mismo lugar en instantes diferentes. En un tramo de trenzado se combinan sucesivamente una convergencia,


LA TRAYECTORIA DE LOS VEHÍCULOS EN CURVA

En toda trayectoria curva se verifica la ecuación diferencial

en la que:: Es el radio de curvatura de la trayectoria.: Es el rumbo o acimut de la tangente a la trayectoria.s: Es el camino recorrido a lo largo de ella.

ds

d

1


En el caso particular de un vehículo no articulado, su centro de giro instantáneo se halla sobre la Prolongación del eje trasero (que es rígido) donde esta línea corta a las perpendiculares a los planos de las ruedas delanteras (directoras): de esta manera no se produce deslizamiento en ninguna de las ruedas. Se verifica entonces qué

bds

d

sinsin

1


La integración de esta ecuación diferencial no es inmediata; se suele resolver por diferencias finitas. En particular:

Si el centro del eje delantero del vehículo sigue una trayectoria recta, el centro del, eje trasero tenderá a esa misma trayectoria, y el ángulo tenderá a 0.

Si el centro del eje delantero del vehículo sigue una trayectoria circular de radio R, el centro del eje trasero tenderá a describir un círculo concéntrico de radio

mientras que

R

barcsen


Si el vehículo es articulado las cosas son algo más complicadas: la cabeza tractora responde al esquema descrito, mientras que el centro de giro del semirremolque se halla donde la prolongación de su eje trasero corra a la línea que definen el punto de articulación del semirremolque y el centro de giro de la cabeza tractora.

DIMENSIONES TIPICAS DE ALGUNOS VEHICULOS

VEHICULO BATALLA ANCHURA VUELO ESQUINA

Automóvil 3.10 1.85 1.10

Camión 5.50 2.50 1.50

Autobús 5.85 2.50 2.65

Articulado 3.50 2.50 1.50


En el caso de los vehículos articulados, también por el ángulo máximo que el semirremolque puede formar con la cabeza tractora.

RADIOS MINIMOS TIPICOS DE ALGUNOS VEHICULOS

VEHICULO RADIO (m)

Automóvil 5.0

Camión 10.6

Autobús 11.0

Articulado 6.5


ACELERACIÓN Y PRESTACIONES MÁXIMAS

La potencia que proporciona el motor de un vehículo automóvil se transmite a las ruedas en la forma de un empuje motor E, que permite que se venzan las resistencias al avance:

La resistencia a la rodadura (r ‑ P). la cuál depende de las irregularidades del pavimento y de la histéresis en la deformación de los neumáticos. Se suele considerar constante y del orden del 1‑1,5 por 100 del peso P del vehículo.

La resistencia aerodinámica, que depende del cuadrado de la velocidad, de la sección transversal del vehículo (de unos 2 m2 para un coche y hasta unos 8 m2 para un camión o autobús), y de su forma (expresada mediante un coeficiente aerodinámico). En definitiva, es igual a K * v2.

En su caso, la resistencia debida a la inclinación de la rasante, que es propor cional a su valor i (%) y al peso


La diferencia entre la suma de estas resistencias y el empuje motor E es la fuerza disponible para acelerar el vehículo:

Según el modelo matemático que se adopte para E en función de v, la integración de la. ecuación diferencial anterior permite estudiar el movimiento de un vehículo. En particular, interesa estudiar dos casos:

2*100

* vKi

rPEds

dvv

g

P

dt

dv

g

p


Las máximas prestaciones de un coche. Este caso se presenta en el dimensionamiento de los carriles de aceleración, y también en el estudio del adelantamien to entre los vehículos. Se han empleado varios modelos, de la forma

Se demuestra que la velocidad final vf a la que tiende el vehícu lo en una rampa suficientemente larga (por ejemplo más de 500 m) con independencia de la velocidad al principio de la misma, es

),( ivFdt

dv


.

100

ir

P

W

v f

VELOCIDADES FINALES EN RAMPAS LARGAS

RELACIONINCLINACION DE LA

RASANTE

POTENCIA/MASA 5% 10%

10 47 27

8 37 21

6 28 16

4 20 12


LA FRENADA Cuando la rueda de un vehículo gira libre sobre un

pavimento horizontal sólo actúan sobre ella unas fuerzas verticales: la parte que soporta del peso total del vehículo y la acción del pavimento, casi perpendicular a éste.

El contacto entre el neumático (deformado por la carga que soporta la rueda) y el pavimento se denomina huella, y su área depende de dicha carga y de la presión de inflado.


Sin embargo, no se puede aumentar indefinidamente el rozamiento que se moviliza: hay un límite, una resistencia al deslizamiento longitudinal, que es el máximo valor que puede alcanzar el rozamiento longitudinal movilizado sin que se perturbe la interacción entre el pavimento y el neumático, y se produzca un deslizamiento entre ambos.

Si se define el deslizamiento angular de una rueda parcialmente frenada como la diferencia entre su velocidad angular y la que tendría si estuviera libre


El rozamiento longitudinal movilizado varia con el deslizamiento angular.

Al principio aumenta rápida y linealmente y el rozamiento movilizado.

Al aumentar el deslizamiento angular, se inicia un deslizamiento entre el pavimento y el neumático

A partir de ese momento, el deslizamiento entre el neumático y el pavimento se extiende progresiva y bruscamente a toda la huella, y el rozamiento movilizado decrece hasta alcanzar la resistencia al deslizamiento con la rueda bloqueada.


EL ROZAMIENTO ENTRE LOS NEUMÁTICOS Y EL PAVIMENTO

En la circulación rodada, los cambios de velocidad (aceleración o frenada) y los de dirección (giros) de un vehículo se hacen por medio de la fuerza de rozamiento que se moviliza entre los neumáticos y el pavimento:

si esta fuerza es insuficiente, no se puede conducir.

Cuanto mayor sea el rozamiento que se pueda movilizar, menor será la probabilidad de que el vehículo deslice por las solicitaciones que se generan al conducir.


El rozamiento entre los neumáticos y el pavimento se produce principalmente mediante dos mecanismos

La adherencia, que se debe a las interacciones moleculares que tienen lugar en la huella, y que es necesario romper para que haya deslizamiento.

La deformación, que se produce por efecto de la macrotextura del pavimento, que comprime y dilata alternativamente la banda de rodamiento del neumático, dando lugar a una pérdida de energía debida a la histéresis del material.


COMPONENTES DEL ROZAMIENTO

El rozamiento se puede analizar descomponiéndolo en sus componentes longitudinal y transversal

Sobre un vehículo de masa m que sigue una trayectoria curva, actúa una fuerza centrífuga paralela al plano en el que está contenida la curva.

2vm


Si el pavimento sobre el que circula el vehículo tiene tina inclinación transversal, la componente de la fuerza centrífuga paralela al pavimento será

. En estas condiciones, lo que mantiene al vehículo conducido en su trayectoria curva es la movilización de un rozamiento transversal (ft) entre las ruedas y el pavimento

cos2v

m

100cos**

**cos22

1

p

g

v

gm

sengmv

m

f


Como los vehículos tienen dos planos de ruedas paralelas a su eje, el exterior resulta más cargado que el interior por la acción de la fuerza centrífuga; los rozamientos movilizados serán también diferentes.

Análogamente a lo que ocurre pasa el rozamiento longitudinal, no se puede movilizar un rozamiento transversal superior a un límite o resistencia al deslizamiento transversal


Cuando se movilizan a la vez un rozamiento longitudinal y otro transversal, como ocurre al acelerar o al frenar en una curva, el rozamiento total movilizado se compone por la regla del paralelogramo.

Se suele admitir que la resistencia al deslizamiento en estas condiciones está dada por una ley de tipo elíptico

2

1

2

1

tl

ff


INFLUENCIA DEL PAVIMENTO

La resistencia al deslizamiento de un pavimento depende de:

Su macrotextura y microtextura

Su temperatura. La resistencia al deslizamiento disminuye al aumentar la temperatura.

La velocidad. Generalmente se admite que la resistencia al deslizamiento disminuye al aumentar la velocidad como se ha apuntado en el apartado anterior.

La interposición de un. lubricante (polvo, basura, pero sobre todo el agua) en la superficie de contacto


La presencia de una capa de agua sobre el pavimento no sólo, lubrica la huella de contacto, sino que reduce su superficie efectiva:

Si la capa de agua es delgada, como puede ocurrir si la textura del pavimento es muy lisa, su viscosidad dificulta su desplazamiento al paso del neumático, y ejerce un empuje vertical sobre éste.

Este fenómeno se denomina hidroplanco (aqualglatzing, en inglés) Vis coso: a medida que la velocidad aumenta, la superficie de contacto directo disminuye y se puede llegar a perder por completo.

Hay otro tipo de hidroplaneo, el dinámico, que se debe al impacto del agua contra el neumático debido a su velocidad relativa, Este fenómeno es análogo al que permite esquiar sobre la superficie del agua, y para que se desarrolle se precisa una velocidad elevada (generalmente mayor que en el caso del hidroplaneo viscoso).


INFLUENCIA DEL NEUMÁTICO

Las ruedas de un vehículo automóvil no son macizas, sino que su contacto con el pavimento se realiza a través de un elemento deformable el neumático. Además de la deformabilidad vertical debido al efecto de las cargas, y de la deformabilidad longitudinal cuando se frena.

Reviste una especial importancia su deformabilidad transversal, la cual hace que la huella se desplace al recorrer una curva y que su trayectoria no sea paralela al eje longitudinal del vehículo, apareciendo un ángulo de deriva.


Grafico

En general, el neumático tiene un efecto secundario sobre la resistencia al deslizamiento mientras el pavimento tenga unas características adecuadas.

Las características de la goma del neumático son propias de cada

fabricante


ROZAMIENTO ADMISIBLE EN EL DISEÑO

Las carreteras se diseñan para que resulten seguras en casi todas las situaciones, salvo en las excepcionales en las que de sus usuarios se espera que sean capaces de adaptar su comportamiento a ellas.

Por lo tanto, en los coeficientes de rozamiento movilizados que se consideran admisibles para el diseño se adoptan unos márgenes de seguridad respecto de la resistencia al deslizamiento de un pavimento mojado


La distancia que se necesita para frenar y detenerse debe ser tenida en cuenta en el trazado. Donde no se pueda disponer de una visibilidad suficiente para permitir unas frenadas seguras, es posible que la siniestralidad aumente.

Los valores del rozamiento transversal movilizado que se consideran admisibles en una curva están basados más en consideraciones de comodidad que de seguridad: se pretende que el efecto de la fuerza centrífuga percibido por el conductor le haga reaccionar de manera que no aumente su velocidad.

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN PLANTAPLANTA

INTRODUCCIÓN

Dentro de las simplificaciones habituales para estudiar el trazado de una carretera, la primera fase la constituye su trazado en planta. Consiste éste en analizar la proyección del eje que define la carretera sobre una Superficie Paralela a la superficie terrestre que, si su extensión no es muy grande, se puede considerar como un plano horizontal.

El análisis se realiza entonces, más fácilmente, en un espacio cartesiano de dos dimensiones, aunque el sistema de coordenadas puede ser cualquiera es muy frecuente adoptar las UTM (Universal Transverse Mercator.), según los paralelos (el eje de las abscisas) y los meridianos (el de las ordenadas).

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN PLANTA PLANTA

La percepción que los ocupantes de un vehículo tienen del trazado en planta no se deriva de las coordenadas de sus puntos, sino de otras variables relacionadas con ellas y más directamente perceptibles:

El rumbo o acimut, que es la dirección, a la que apunta el morro del vehículo y hacia adonde avanza. En lugar de los clásicos rumbos empleados en la navegación marítima se emplea para medir el acimut.

La curvatura, que es el inverso del radio del círculo oscilador a la trayectoria en el punto considerado. Su acción es percibida a través de la fuerza centrífuga que produce, en combinación con la velocidad del vehículo.


En la técnica viaria se emplean tres tipos de alineaciones:

Alineaciones rectas, en las que el acimut es constante y la curvatura es nula .

Curvas circulares, en las que el acimut varía linealmente con el camino re corrido, y la curvatura es constante .

Curvas de transición, en las que tanto el acimut como la curvatura varían con el camino recorrido.


ALINEACIONES RECTAS

Función y necesidad

Al salir de una curva que es recorrida a una velocidad limitada, los conductores que circulan aislados pueden acelerar en la alineación recta siguiente hasta alcanzar una velocidad que estimen deseable, si las prestaciones de su vehículo lo permiten, o hasta que la proximidad de la siguiente curva les haga decelerar.


Las alineaciones rectas resultan especialmente indicadas:

En los terrenos llanos.

Donde sea preciso adaptarse a algún condicionante externo que sea recto: Liria infraestructura, un corredor urbanístico, un valle de configuración recta, etc.

En las proximidades de los nudos o de las conexiones con otras vías.

Donde resulte necesario detenerse, como en las estaciones de peaje.

En las carreteras de calzada única con dos carriles en las que, para adelantar a otros vehículos más lentos


Longitud máxima y mínima La velocidad que pueden alcanzar los vehículos en las

alineaciones rectas de gran longitud sólo está limitada por la inclinación de la rasante

Por ello en los trazados nuevos resulta aconsejable evitar las alineaciones rectas excesivamente largas

Por el contrario, si la recta entre dos curvas es muy corta los conductores las trazarán de forma conjunta. En este caso, la perspectiva por ellos percibida les puede resultar compleja


CURVAS CIRCULARES

El rozamiento movilizado

Las condiciones dinámicas debidas a la fuerza centrífuga imponen ciertas limitaciones funcionales en todos los tipos de vía y en sus elementos, a no ser que la velocidad a la que se recorre una curva sea muy baja.

En esas condiciones, la elección de dicha velocidad forma parte del funcionamiento del sistema global constituido por el conductor, el automóvil y el entorno.

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN PLANTAPLANTA Para un mismo radio, pasar por la curva a la máxima

velocidad compatible con movilizar un rozamiento limitado.

Para una misma velocidad, definir el mínimo radio compatible con ese rozamiento.

El rozamiento transversal movilizado se calcula a partir del peralte, de la velocidad y del radio de curvatura, por la fórmula siguiente :

100*1272 pV

f t


Sin embargo, de esa misma fórmula se deduce que no se pueden disponer unos peraltes demasiado fuertes en las curvas de radio grande, si se recorren a una velocidad baja.En efecto, en una curva definida por su combinación (,p), si ft = 0 el peralte equilibra exactamente a la fuerza centrífuga; esto ocurre para una velocidad:

pV *27.10


Por lo tanto, el peralte de una curva no debería ser superior a:

La adopción de un peralte elevado tropieza, además, con otros inconvenientes:* Los peraltes muy elevados (más del 10 ‑ 12 por 100) * Donde sea frecuente la presencia de hielo o nieve sobré el pavimento * En las zonas urbanas y en los nudos, la menor distancia disponible para des vanecer el peralte obliga a limitar su valor máximo

*27.10.2

215

max

VP


Aunque no faltan ejemplos de leyes de peralte en las que intervienen otros parámetros (por ejemplo, la velocidad), para la práctica del trazado son más cómodas las leyes de peraltes que dependen exclusivamente del radio.

Por debajo de un cierto radio, el peralte se mantiene constante e igual al máximo. De esta manera, el rozamiento transversal movilizado aumenta linealmente con la curvatura (inversa del radio).

Por encima de ese radio, el peralte va disminuyendo de manera que no se movilice un rozamiento transversal negativo para unas velocidades relativamente reducidas.


Las curvas horizontales circulares se subdividen a su vez en:

Curvas circulares simples

Curvas circulares compuestas

Curvas circulares inversas


CURVAS CIRCULES SIMPLES Una curva circular simple es un arco de circulo de un

solo radio, que se extiende desde una tangente a la siguiente.

I

O

E

PC

/2

FC

Rc

T T

f

Dc

Lc

PI


Los elementos geométricos de las curvas circulares simples obedecen a las siguientes expresiones matemáticas:

180

RD

2senR2L

2cos1Rf

12

secRE

2tagRT

I180

cc

cc

c

c

c


CURVAS CIRCULARES COMPUESTAS

A veces, debido a las condiciones del terreno u otros aspectos que limiten la libertad en el diseño, puede requerirse un enlace a través de una curva circular compuesta que es la unión sucesiva de dos o más curvas circulares simples con radios de curvatura diferentes, dispuestas todas del mismo lado.

Tp1

I1

Curvacircular 1

Curvacircular 2

T2

T1

IT

T2

T1

Tf

2

2

1

T

I2

R1 R2

PCC


Las curvas circulares 1 y 2 que se muestran en la anterior figura son curvas circulares simples por la tanto sus elementos propios se calculan con las expresiones matemáticas dadas en el punto Los elementos comunes o propios de la curva circular compuesta son:

Tp = Tangente de partida [m.]Tf = Tangente final [m.]T = Angulo de deflexión de la curva circular

compuesta [º]IT = Angulo de intersección de la curva

circular compuesta [º]DT = Desarrollo de curva de la curva circular

compuesta [m.]


CURVAS CIRCULARES INVERSAS Una curva circular inversa llamada también curva en S es aquella

que esta formada por dos curvas circulares simples de sentido contrario con una tangente común en el punto de unión. Los radios de curvatura y los ángulos de deflexión de estas curvas circulares simples pueden ser iguales o distintos.

Curvacircular 2

A

O1

R1

R2

Tc

T1

T2

2

1

PCurva

circular 1

O2


Los elementos comunes de la curva circular inversa son:

Tc = Tangente común [m.]

P = Amplitud entre tangentes [m.]

A = Longitud horizontal de la cuerda [m.]

DT = Desarrollo total de la curva circular inversa [m.]


CURVAS HORIZONTALES DE TRANSICION

Las curvas horizontales de transición son aquellas que han sido creadas con el propósito de tener un desarrollo de curva mas acorde a la circulación vehicular, es decir, que para no tener un cambio brusco de dirección en la circulación de un vehículo que pasa de una recta a una curva circular se coloca entre estas una curva de transición que con un radio de curvatura infinito en el punto de tangencia con la recta, vaya disminuyendo progresivamente hasta el radio finito de la curva circular.


Las principales ventajas que ofrecen las curvas de transición son las siguientes:

Proveen una trayectoria fácil de desarrollar por los conductores, en la cual el crecimiento de la aceleración centrífuga es gradual y esto evita las molestias que le significarían a los pasajeros su aparición brusca..

Su longitud permite desarrollar altimétricamente la transición del peralte

Facilitan de igual manera el desarrollo del sobreancho de la calzada en la curva.

Modelan estéticamente las curvas, mejorando el efecto visual producido por la transición del peralte y el sobreancho de la calzada .


Las condiciones que debe cumplir una curva de transición son las siguientes:

Limitar la variación de la aceleración transversal a que es sometido el usuario a valores que no afecten ni a la seguridad ni al confort.

Desarrollar la transición del peralte entre el alineamiento recto y el peralte correspondiente a la curva circular de manera que no perturbe la maniobra de conducción circulando sobre tal sección de carretera.

Lograr una favorable apariencia visual en la perspectiva de la calzada.

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN PLANTAPLANTA La condición básica que debe cumplir la geometría de

una curva de transición continua es que el radio de la trayectoria sea decreciente en forma gradual a partir de un valor infinito en el origen de la curva coincidente con el alineamiento recto, hasta el radio correspondiente a la curva circular que se pretende transicionar.

Las curvas que cumplen con esta condición básica son: clotoide o espiral de Euler, lemniscata de Bernoulli, curva elástica y parábola cúbica.

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN PLANTAPLANTAComodidad y seguridad en las curvas

Según el valor del rozamiento que se adopte como límite, se pueden dar diversas circunstancias:

Si se trata del máximo rozamiento admisible por razones de comodidad, la velocidad será la que se denomina específica de la curva, y debería corresponder al percentil 85 de la distribución de velocidades.

Sin embargo, sería inadmisible que no dispusiera de un suficiente margen de seguridad el 15 por 100 de los conductores que circulan por la curva (con un detrimento creciente de su comodidad) a una velocidad superior a la específica.


– Quiebro (vulgarmente llamado tijera): los vehículos articulados pueden sufrir este tipo de accidente si el rozamiento transversal movilizado es superior a 0,25.

– Deslizamiento: el rozamiento transversal movilizado entre las ruedas y el pavimento (mojado) rebasa la resistencia al deslizamiento transversal, la cual disminuye al aumentar la velocidad.

– Vuelco: los vehículos cuyo centro de gravedad esté relativamente alto sobre el pavimento pueden volcar si se moviliza un elevado rozamiento entre sus neumáticos y el pavimento.


La siniestralidad en las curvas es superior a la de las rectas. En ella influyen factores tanto internos como externos:

Entre los primeros, que son propios de la curva, el más importante es la curvatura. En las carreteras con calzadas separadas no suele haber problemas por en cima de unos 1.000 m de radio; y en las de calzada única, por encima de unos 500 m.

Los factores externos se refieren a la inserción de la curva en el tramo al que pertenece. Puede haber problemas en una curva aislada precedida de una alineación recta larga, en la que se alcance una velocidad muy.


CONDICIONES DE CIRCULACION EN UNA CURVA

CONDICIONES DE CIRCULACION ROZAMIENTO TRANSVERSAL

INCOMODIDAD < -0.02

COMODIDAD 0.05 – 0.15

ACCIDENTE POR QUIEBRO EN ARTICULADOS > 0.25

ACCIDENTE POR DESLIZAMIENTO 0.30 – 0.50

ACCIDENTE POR VUELCO > 0.50


CURVAS DE TRANSICIÓN

Función Se han examinado, hasta el momento, dos tipos de

alineaciones para el trazado en planta: las rectas Y las curvas circulares. El enlace entre ambas exige emplear un tercer tipo de alineación: las curvas de transición.

La forma de una curva de transición queda definida por la ley adimensional que re laciona las curvaturas con los recorridos:

)(

)(

Lf

sfR

R

I

I


La inserción de las curvas de transición en un trazado exige que se definan tres parámetros:

– La que se denomina abscisa del centro xo, la cual corresponde efectivamente a la posición del centro de la curva circular, referida a un sistema de coorde nadas con su origen en la tangente de entrada.

– El retranqueo de la curva circular, que corresponde a la separación que debe haber entre ésta y la alineación recta para que quepa la curva de transición.

– El desarrollo angular de la curva de transición, o sea, la

diferencia entre los acimutes en sus extremos.


CLOTOIDE O ESPIRAL DE EULER La clotoide define una trayectoria tal que el radio de la

curva en un punto cualquiera, es inversamente proporcional a la longitud del arco entre dicho punto y el origen (punto de inflexión con curvatura nula).

y

x

M

O

Punto de

inflexión


La clotoide es un radiode de arcos y su ecuación responde a la siguiente expresión:

Cuando R = L se obtiene:R2 = A2 ; R = A

Es decir, que el parámetro de la clotoide es el radio de la curva en un punto ubicado a una distancia R desde su origen.

La ecuación que vincula el ángulo entre tangentes (en radianes) con el parámetro A y la longitud L, responde la siguiente expresión:

2

A

L

2

1


En una rama de entrada el punto de origen de una espiral es el terminal del alineamiento recto (radio infinito, curvatura cero), y el punto final coincide con el inicio de la curva circular (radio coincidente con el de la curva circular).

Los criterios para calcular longitudes mínimas y máximas de la clotoide tienen como finalidad verificar que la longitud o parámetro elegido los cumple, entonces la elección de la longitud o del parámetro de la clotoide debe cumplir con los siguientes criterios:

c

2

e R

AL


Criterio de comodidad dinámica:

La longitud mínima o parámetro mínimo de la clotoide se obtiene, en este caso, suponiendo que el peralte se distribuye uniformemente a lo largo del desarrollo de la curva de transición y que, la tasa de variación de la aceleración centrífuga no compensada por el peralte con el tiempo de recorrido, se mantiene constante. La expresión de este criterio es:

Siendo recomendable utilizar k = 0,45 m/seg3 (k es la variación por unidad de tiempo de la aceleración transversal), la expresión anterior queda:

e

R127

V

k

V72,2L

2

min

eR127

VV05.6A

eR127

VV05.6L

2

min

2

min


Criterio de apariencia general:Basado en que las longitudes de la espiral denominadas pequeñas, no favorecen la apariencia ni proporcionan al conductor una adecuada percepción visual de la inflexión, este criterio hace recomendable que la longitud mínima sea equivalente al recorrido que realiza un vehículo circulando a la velocidad directriz durante un tiempo de 2 segundos y, además, que dicho recorrido no sea menor que 30 metros. Las ecuaciones correspondientes son:

8,1

VLmin

8,1

VRAmin

Lmin < 30 m

Amin Amin

Amin R30


Criterio de la máxima pendiente relativa de borde, para el desarrollo del peralte: Como el peralte se implementa a lo largo del desarrollo de la curva de transición, ésta deberá tener la longitud suficiente para que no se supere la pendiente máxima relativa admisible entre el borde de la calzada y el eje longitudinal de rotación. Las expresiones para este criterio son:

r

naeLmin

r

naeRAmin


Los valores de r aplicables a calzadas de dos carriles se muestran en el cuadro siguiente:

PENDIENTES MAXIMAS RELATIVAS DEL BORDE MAS COMPROMETIDO, CON RESPECTO AL EJE DE ROTACION

V [Km/hr]

40 50 60 70 80 90 100 110 120

r [%] 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35 0,33


Criterio del guiado óptico: Cuando las curvas de transición que enlazan tangentes

con radios circulares grandes no tienen suficiente desarrollo, es probable que no sean percibidas por el conductor. Por dicha causa, es recomendable utilizar clotoide cuyo ángulo de inflexión total sea superior a 3º11’, lo que equivale a que su longitud y parámetro mínimos surjan de:

3

RA

9

RL

min

min

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN PLANTAPLANTA GEOMETRIA DE LAS CURVAS CON

TRANSICIONComo explicamos en párrafos anteriores la curva de transición que mejor se adapta a las condiciones de confort del vehiculo, daremos a conocer las expresiones matemáticas para calcular los elementos geométricos de una curva circular con espiral de transición:

AM D

SC

TS

P

F

s

s

s

K

P

E B

O

H C

R

A


= Angulo externo ó de desviación en un punto cualquiera de la espiral [rad.]

l = Longitud de la espiral, desde TS hasta un punto cualquiera [m.] L = Longitud total de la espiral de transición [m.] R = Radio de la curva circular [m.] En el punto SC, l = L y = s

CS

P

SC

c = - 2s

YK

R

ss

K

TS ST

Ts T

PI

O

E

X

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN PLANTAPLANTA Las Expresiones para determinar sus elementos son las

siguientes:

LR2

l2

R2

L2958,57s

G40L s

LR6

ly

3

R6

LY

2

22

5

RL40

llx

2

5

R40

LLX

ssenRXK

scos1RYP

3

1


. Las Expresiones para determinar sus elementos son las siguientes:

ss 3

1

sc 2

K2

tagPRTs

P12

secPRE c

cT DL2D

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN ALZADOALZADO

RASANTES UNIFORMES

Se denomina rasante al conjunto de segmentos, rectos o curvos, que definen el trazado en alzado de una carretera.

La definición de una rasante es bidimensional: relaciona la distancia s recorrida a lo largo del trazado en planta (desde un origen de las distancias), con la cota z (referida a un plano horizontal de comparación).

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN ALZADO ALZADO

Ambas referencias pueden ser arbitrarias, aunque es habitual elegirlas de manera que en los cálculos de la rasante no intervengan valores negativos (que pueden inducir a confusión), ni muy grandes (que pueden hacer perder precisión al cálculo).

Incluso es frecuente ir cambiando de plano de comparación o de origen de las distancias a lo largo del camino, precisamente para evitar los inconvenientes mencionados.


La inclinación de una rasante se mide por la tangente del ángulo que la recta tan gente a ella forma con la horizontal, expresado en tanto por 100:

Los valores positivos de í, corresponden a las rampas (se sube en el sentido del avance); los valores negativos corresponden a las pendientes (se baja).

ds

dzi *100


En una rasante uniforme la inclinación es constante. La ecuación de la rasante es la de una recta en el espacio bidimensional (s, z).

Inclinación mínima

Las rasantes prácticamente horizontales pueden dar lugar a problemas de desagüe superficial.

En lo relativo al desagüe de la plataforma, si la pendiente transversal es suficiente, como debe ocurrir en las rectas (2 por 100) y en las curvas peraltadas., no hay problemas.


Únicamente no conviene que la inclinación de la rasante sea escasa en las calzadas donde el agua de lluvia tenga que cruzar más de dos carriles, o donde cambie de signo la pendiente transversal de la plataforma (como ocurre cerca de las tangentes de entrada o de salida de las curvas de transición).

La inclinación de la línea de máxima pendiente de la plataforma no debería ser inferior al 0,4 por 100; además, hay que limitar la longitud del recorrido del agua sobre la plataforma, de manera que salga de ésta antes de haber recorrido unos 25 m.


En algunos acuerdos verticales, la inclinación de la rasante cambia de signo, en correspondencia con un punto alto (en los acuerdos convexos) o bajo (en los cóncavos).

Los primeros no suelen presentar problemas de desagüe, a no ser que el acuerdo sea muy tendido, pero en los segundos el desagüe del punto bajo exige una determinación muy precisa de su situación y de su cota, si se quieren evitar los charcos, y puede resultar problemática si el punto bajo se halla en un desmonte.


Hay que considerar que la inclinación de la rasante suele imponer la de algunos elementos del desagüe superficial (como los cauces y las cunetas de un desmonte), que necesitan una pendiente mínima para desaguar correctamente.

En estos casos, hay que adoptar unas medidas para dotarles de una pendiente mínima: por ejemplo:

Profundizando la cuneta y alejándola de la plataforma, de manera que se mantenga la constante la inclinación de su alivio más cercano a ésta.

En cambio, donde la carretera discurra sobre un relleno no suele haber problemas de desagüe de la plataforma.


Inclinación máxima

Los tramos con una rasante muy inclinada no son deseables, sobre todo si son largos, por las siguientes razones:

– En rampa

– En pendiente


a) En una rampa:

Por su menor relación potencia/masa, la velocidad de los camiones se reduce mucho más que la de los automóviles, lo que da lugar a una disminución del nivel de servicio de la circulación, y a un aumento del número de los accidentes, por adelantamientos indebidos en las carreteras de calzada única con dos carriles, o por alcance, sobre todo en las carreteras con calzadas separadas.

El consumo de combustible aumenta, ya que se precisa elevar el vehículo.

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN ALZADOALZADO Por el mayor esfuerzo de tracción de los vehículos

pesados, se pueden formar deformaciones plásticas en el pavimento (roderas).

En los túneles cuya rasante tenga una inclinación superior al 2‑3 por 100, las emisiones de gases por los vehículos pesados son mucho mayores, y por tanto se requiere una ventilación más intensa y cara.


b) En una pendiente:

Si la inclinación es fuerte los vehículos se aceleran si el conductor no aplica los frenos, y pueden alcanzar velocidades excesivas con el riesgo consiguiente. Este efecto es más acusado en los túneles cuya rasante tenga una inclinación superior al 4 ‑ 5 por 100, pues los conductores no se percatan de ello por falta de referencias exteriores.

En las carreteras con calzadas separadas se añade, como en las rampas, la influencia desfavorable de la diferencia de las velocidades de los vehículos pesados y los ligeros.


La elección de la inclinación máxima se basa en una comparación con los de explotación.

Rara vez se lleva a cabo una comparación directa, por lo que la mayoría de las normas fijan las inclinaciones máximas de la rasante en función de los costes de construcción, representados por el relieve del terreno, o del estándar que se quiere conferir a la carretera, representado por la velocidad de proyecto.

Aun así, estos límites pueden ser rebasados si la rasante es corta, o en las carreteras convencionales que discurran por un terreno muy accidentado.


Donde la inclinación de la rasante provoca una excesiva caída de la velocidad de una fracción apreciable de los vehículos, una solución frecuente para mejorar la fluidez de la circulación

No justifica la construcción de rasantes muy largas cuya inclinación esté cerca del límite.

Conviene evitar, sobre todo, las pendientes prolongadas, especialmente si hay tráfico pesado.

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN ALZADOALZADO No es fácil fijar una longitud máxima, pero en todo caso

no conviene rebasar los 6 km.

También es preciso limitar localmente la inclinación de la rasante en las curvas muy peraltadas, de manera que la inclinación de la línea de máxima pendiente de la plataforma no exceda de un 10 por 100, dada la escasa resistencia al deslizamiento (0,11 ‑ 0,12) del pavimento cuando está helado o cubierto de nieve, que podría hacer muy difícil la conducción.


ACUERDOS O CURVAS VERTICALESCLASIFICACION DE LAS CURVAS VERTICALES

Las curvas verticales se clasifican:

– Por la ubicación del vértice

– Por simetría:


Por la ubicación del vértice pueden presentarse dos casos:

Uno en que la pendiente de la subrasante primero sube y luego baja, denominando cima, en este caso se puede observar que el vértice se dirige hacia la parte superior del terreno por lo que el ángulo formado por la intersección de las dos subrasantes recibe la denominación de ángulo saliente.

Otro en que la pendiente de la subrasante primero baja y luego sube llamado columpio, en este caso el vértice se dirige hacia abajo y el ángulo formado por la intersección de las dos tangentes recibe la denominación de ángulo entrante.


.PI.C.V.

TE.C.V. TS.C.V.

- n + m

Curva vertical en cima

PI.C.V.

TE.C.V. TS.C.V.

+ n - m

Curva vertical en columpio


Por simetría pueden presentarse dos casos:

Uno que son las curvas verticales simétricas, que en proyección horizontal, el punto de intersección de las tangentes está a media distancia entre las proyecciones de los puntos de tangencia.

Otro, son las curvas verticales asimétricas donde las proyecciones de sus tangentes son de distinta longitud.


.

L

PI.C.V.

TE.C.V. TS.C.V.

- n + m d

L/2L/2

L

PI.C.V.

L1

TE.C.V.

TS.C.V.

- n + m d

L2

Curva vertical simétrica Curva vertical asimétrica


ELEMENTOS DE LAS CURVAS VERTICALES

En una curva vertical se pueden distinguir los siguientes elementos:

L

PI.C.V.

TE.C.V.

TS.C.V.

- n% + m% d

xi

yi

Elementos de una curva vertical


DISEÑO DE CURVAS VERTICALES SIMETRICAS

d

L/2L/2

PI.C.V.

TE.C.V. TS.C.V.

- n + m

L

xi

yi

Diseño de curvas verticales simétricas


Los elementos de las curvas verticales simétricas se

calculan con las siguientes expresiones:

i

2

ysubrasante Cotacurva Cota

mnAL200

Axy

800

ALd


Para encontrar la distancia desde el TE.C.V. hasta el punto más alto o más bajo de una curva vertical simétrica, según se trate de curvas convexas o cóncavas, respectivamente, la expresión es la siguiente:

A

mLx


Diseño de curvas verticales asimétricas

TE.C.V.

TS.C.V.

y1

- n d y2

L

PI.C.V.

L2L1

x1 x2

Diseño de curvas verticales asimétricas


Los elementos de las curvas verticales asimétricas se calculan con las siguientes expresiones:

i

22

22

2

21

21

1

21

ysubrasante Cotacurva Cota

mnA

L100

xAy

L100

xAy

L200

LLAd


La posición del punto más alto o más bajo de una curva vertical asimétrica, según se trate de curvas convexas o cóncavas, respectivamente, se calcula con las siguientes expresiones:

Para la rama izquierda:

d200

mlx

21


Para la rama derecha:

d200

nlx

22


CRITERIOS PARA EL CALCULO DE PARAMETROS MINIMOS DE CURVAS VERTICALES

El parámetro K juega un papel importante en la determinación de la longitud mínima de una curva vertical, y se define como la distancia horizontal requerida para que se produzca un cambio de pendiente de un uno por ciento a lo largo de la curva.

La longitud mínima de una curva vertical en relación con el parámetro K es igual a:


.

Donde:

L = Longitud mínima de la curva vertical [m.]K = Parámetro mínimo de la curva vertical [m.]A = Diferencia algebraica de pendientes en valor absoluto [%]

KAL


El cálculo de los parámetros mínimos de las curvas verticales, debe hacerse aplicando obligatoriamente criterios que contemplan las condiciones de seguridad (visibilidad para frenar).

Siendo de aplicación deseable aquellos que consideran las condiciones de apariencia estética y de comodidad.

Los criterios que tienen en cuenta las condiciones de visibilidad para sobrepaso, deben ser aplicados siempre que sea necesario proveer esa longitud de visibilidad en correspondencia con curvas verticales.

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN ALZADOALZADO En lo posible debe diseñarse curvas verticales con

longitudes superiores a las definidas por los parámetros mínimos.

La aplicación del criterio de distancia de visibilidad, para el cálculo de parámetros mínimos de curvas verticales, requiere adoptar alturas por sobre la calzada de determinados elementos que corresponden a las situaciones más criticas para la visibilidad y que dependen de los distintos tipos de vehículos que circularán por el tramo de carretera proyectado.

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN ALZADOALZADO Las alturas por sobre el plano de la calzada, recomendadas por el Manual y

Normas para el Diseño Geométrico de Carreteras de nuestro país, son las siguientes:

h1 = Altura del ojo del conductor de un automóvil = 1,14 m.

h2 = Altura de un objeto, no permanente que se encuentra en la calzada = 0,15 m.

h3 = Altura de los focos de un automóvil = 0,60 m.

h4 = Altura del ojo del conductor de un ómnibus o camión = 2,50 m.

h5 = Altura de la parte visible más alta de un automóvil = 1,30 m.

h6 = Altura de la parte visible más baja de un ómnibus o camión = 0,50 m.


Los criterios para el cálculo de parámetros mínimos de curvas verticales que veremos son los siguientes:

Criterio de seguridad

Criterio de apariencia estética

Criterio de comodidad

Criterio de visibilidad para sobrepaso


CRITERIO DE SEGURIDAD Este criterio conduce al cálculo de parámetros mínimos

de las curvas verticales que aseguren la visibilidad de la distancia de frenado, desde el vehículo hasta un obstáculo situado sobre la calzada.a) Curvas verticales convexas:En condiciones de operación diurna, si la longitud de la curva es mayor que la distancia de visibilidad:

12,4

D

hh2

DK

2f

2

21

2f

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN ALZADOALZADO En condiciones de operación diurna, si la longitud de la

curva es menor que la distancia de visibilidad:

En condiciones de operación nocturna, si la longitud de la curva es mayor que la distancia de visibilidad:

2

f2

2

21f

j

12,4

j

D2

j

hh2

j

D2K

7,2

D

hh2

DK

2f

2

23

2f

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN ALZADOALZADO En condiciones de operación nocturna, si la longitud de

la curva es menor que la distancia de visibilidad:

2

f2

2

23f

j

7,2

j

D2

j

hh2

j

D2K

Se debe adoptar como parámetro mínimo de las curvas verticales convexas, al parámetro mayor entre el calculado para operación nocturna y el calculado para operación diurna. En este caso, la condición más restrictiva corresponde a la operación nocturna.


b) Curvas verticales cóncavas:

En condiciones de operación nocturna, si la longitud de la curva es mayor que la distancia de visibilidad

En condiciones de operación nocturna, si la longitud de la curva es menor que la distancia de visibilidad:

f

2f

f3

2f

D035,02,1

D

D035,0h2

DK

2ff

2f3f

j

D035,02,1

j

D2

j

D035,0h2

j

D2K


Para curvas cóncavas que pasan por debajo de estructuras, si la longitud de la curva es mayor que la distancia de visibilidad

Para curvas cóncavas que pasan por debajo de estructuras, si la longitud de la curva es menor que la distancia de visibilidad

12H8

D

hh4H8

DK

2f

64

2f

5,1Hj

8

j

D2

2

hhH

j

8

j

D2K

2f64

2f


Para las curvas verticales cóncavas, se debe adoptar un parámetro que no sea menor que el resultante de la aplicación de las condiciones de operación nocturna; en los casos en que la curva pasa bajo estructuras, el parámetro mínimo que se adopte debe ser el mayor entre el calculado para este caso y el calculado para las condiciones de operación nocturna.


CRITERIO DE APARIENCIA ESTETICA

Para la aplicación de este criterio es deseable que las curvas verticales convexas y cóncavas tengan un parámetro mínimo, en función de la velocidad directriz, definido por la expresión:

j

V6,0K


CRITERIO DE COMODIDAD

Este criterio hace deseable que los ocupantes del vehículo que circula por una curva vertical no sean sometidos a una aceleración radial que produzca sensación de incomodidad. El parámetro mínimo que asegura esa condición, responde:

v

2

a96,12

VK


CRITERIO DE VISIBILIDAD PARA SOBREPASO

Este criterio debe ser aplicado para calcular los parámetros mínimos de curvas verticales, cuando se diseñe una curva vertical en la que se requiere proporcionar distancia de visibilidad para sobrepaso, dentro de una sección de carretera de calzada simple y dos sentidos de circulación.

En general, los valores que se obtienen para la longitud de las curvas verticales son elevados y de difícil aplicación práctica, salvo que la diferencia algebraica de las pendientes sea pequeña


a) Curvas verticales convexas:

Las expresiones que permiten el cálculo del parámetro mínimo son:

En condiciones de operación diurna, si la longitud de la curva es mayor que la distancia de visibilidad:

6,9

D

hh2

DK

2s

2

51

2s


En condiciones de operación diurna, si la longitud de la curva es menor que la distancia de visibilidad:

2

s2

2

51s

j

6,9

j

D2

j

hh2

j

D2K


En condiciones de operación nocturna, para que un conductor vea los focos del vehículo que se aproxima en sentido contrario, se requieren parámetros mayores.

Sin embargo, aunque el conductor no vea los focos, puede apreciar el efecto de iluminación indirecta sobre elementos próximos al camino o sobre la atmósfera, percibiendo la presencia de la fuente luminosa.

Por lo tanto, es suficiente adoptar los parámetros mínimos que corresponden a la operación diurna.


b) Curvas verticales cóncavas: Estas curvas pueden impedir la visibilidad para el

sobrepaso, sólo cuando pasan bajo una estructura. En tales casos, los parámetros mínimos deben calcularse con:

Para longitudes de curva mayores que la distancia de visibilidad:

12H8

D

hh4H8

DK

2s

64

2s


Para longitudes de curva menores que la distancia de visibilidad:

5,1Hj

8

j

D2

2

hhH

j

8

j

D2K

2s64

2s


LONGITUD MINIMA DE CURVAS VERTICALES CON VISIBILIDAD DE FRENADO

Los elementos rectos que constituyen el perfil longitudinal de una carretera se enlazan mediante curvas verticales, convexas o cóncavas, cuyas longitudes mínimas, además de ser suficientes para producir la variación de pendiente sin que se produzcan cambios bruscos en la curvatura, deben satisfacer los requisitos de visibilidad.

La longitud mínima de las curvas verticales se fija por la consideración de la distancia de visibilidad para frenar, S, correspondiente a la velocidad de proyecto elegida.

Según se trate de curvas verticales convexas o cóncavas, las longitudes requeridas son distintas.


LONGITUD MINIMA DE CURVAS VERTICALES CONVEXAS CON VISIBILIDAD DE FRENADO

La longitud mínima de las curvas verticales convexas determinada para la condición de visibilidad satisface, además, las exigencias de seguridad, confort y buena apariencia del trazado.

Pueden presentarse dos casos, según que la distancia de visibilidad de frenado sea mayor o menor que la longitud de la curva. Estos casos se obtienen de la siguiente manera:


Caso 1. Cuando la distancia de visibilidad de frenado es mayor que la longitud de la curva, es decir, S > L.

n%

m%

d

L

H

h

H/

m

h/n

L/2

S

d


Deducción de la longitud mínima de la curva vertical convexa con visibilidad de frenado. Caso S>L

A

hHSL

SD f

22

2


Caso 2. Cuando la distancia de visibilidad de frenado es menor que la longitud de la curva, es decir, S < L.

Deducción de la longitud mínima de la curva vertical convexa con visibilidad de frenado. Caso S<L

L

d H

h

S

2

S

1

S


.

2

2

2 hH

ASL

SD f

Donde:L = Longitud mínima de curvas verticales convexas con visibilidad de frenado [m.]S = Distancia mínima de visibilidad de frenado [m.]h = Altura de un objeto, no permanente que se encuentra en la calzada [m.]H = Altura del ojo del conductor [m.]A = Diferencia algebraica de pendientes en valor absoluto [m/m]


LONGITUD MINIMA DE CURVAS VERTICALES CONCAVAS CON VISIBILIDAD DE FRENADO

Hasta el momento, no ha sido posible establecer un criterio único para fijar la longitud mínima de las curvas verticales cóncavas.

Entre los varios utilizados se pueden citar el de condición de visibilidad nocturna, confort de los pasajeros del vehículo, control del drenaje y apariencia de los alineamientos.


Caso 1. Cuando la distancia de visibilidad de frenado es mayor que la longitud de la curva, es decir, S > L.

S

L/2 L/2

4d

L

L/2 S1

h h

d

V = 1,75%

= 1º


Deducción de la longitud mínima de la curva vertical cóncava con visibilidad de frenado. Caso S>L

A

S5,3120S2L

SD f


Caso 2. Cuando la distancia de visibilidad de frenado es menor que la longitud de la curva, es decir, S < L.

S n%

d

h

h

m%

L

V = 1,75%

ELEMENTOS DE TRAZADO EN ELEMENTOS DE TRAZADO EN ALZADOALZADO Deducción de la longitud mínima de la curva vertical

cóncava con visibilidad de frenado. Caso S<L

S5,3120

ASL

SD2

f

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO

COORDINACION ENTRE LA PLANTA Y EL ALZADO DE UNA CARRETERA

PERSPECTIVA DE UNA CARRETERA.-

La consideración independiente de los trazados en planta y en alzado es una simplificación que facilita el proyecto de una carretera.

Estos problemas no sólo se refieren al aspecto de la carretera en sí (la exigencia estética siempre es interesante para un profesional), sino fundamentalmente a la comodidad visual del conductor, que influye en la facilidad con la que desempeña su tarea y, consiguientemente, tiene que ver con la seguridad de la circulación.

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO Por lo tanto, hay que prestar atención a la coordinación

entre el trazado en planta y el trazado en alzado, con objeto de obtener un trazado conjunto que ofrezca al conductor un recorrido fácil y exento de sorpresas y desorientaciones.

La aplicación indiscriminada de ciertas reglas o recetas sencillas puede representar, en algunos casos, una excesiva simplificación de un problema de naturaleza compleja, el cual debe ser definitivamente apreciado mediante su representación en una perspectiva.

La mayoría de los programas integrados de trazado de obras lineales cuenta con una herramienta para el dibujo de perspectivas.


A continuación se analizan, desde el punto de vista de la perspectiva percibida por el conductor, unos cuantos trazados simples, y se indican unas reglas que conviene tener en cuenta :

Sea un triedro de coordenadas, con origen en el ojo del conductor, y situado a una altura h sobre el pavimento


grafico

• El eje X es horizontal y paralelo a la tangente a la trayectoria en planta.• El eje Y es horizontal y perpendicular al anterior.• El eje Z es vertical.

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO Se proyectan los bordes de la calzada sobre un plano

perpendicular al eje X, situado a una distancia D del origen (plano de la perspectiva).

Esta distancia D representa un factor de escala en la representación de la perspectiva.

La posición transversal del conductor, sobre una calzada de anchura a, está definida por su distancia b al borde derecho (a ‑ b es., por tanto, la distancia al otro borde).


Perspectiva de una rasante uniforme

Para una planta recta y una rasante uniforme de inclinación i. La perspectiva de ambos bordes de la calzada son dos semirrectas que se cortan en el Punto de fuga. Situado sobre el eje z a una altura sobre el horizonte (el eje y) igual a i ‑ D. Los ángulos que forman esas semirrectas con el eje Y son:

derecho) (borde b

h tg

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO Así que, aunque el vehículo se desplace a lo largo del eje

X, no varían ni el ángulo que forman los bordes con el horizonte ni la posición del punto de fuga.

La velocidad se percibirá únicamente por el desplazamiento de referencias exteriores a la calzada.


.


Perspectiva de un acuerdo cóncavo

Si manteniendo la alineación recta, la rasante presenta un quiebro cóncavo a una distancia s del observador, la perspectiva de los bordes en cada una de las dos rasantes tiene su propio punto de fuga.

Mientras que los ángulos con el horizonte en la rasante más cercana al observador se mantienen invariables como en el caso anterior, en la rasante más lejana dependen de s:


.

De esta manera, se produce una distorsión , llamada verticalización de la rasante, que es tanto más acusada cuanto más lejos esté el quiebro ( aumenta con s).

derecho) (borde b

s *)i(i h 12

tg

izquierdo) (borde b-a

s *)i(i h' 12 tg

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO La introducción de un acuerdo vertical suaviza el

quiebro, aunque no la verticalización de la rasante.

En efecto, si la distancia del quiebro o vértice al observador es s, la de un punto cualquiera del acuerdo es x, y T es la mitad de la longitud del acuerdo en la realidad la cota Z, se incrementa, respecto de la rasante uniforme, en:

v

2

K*2

T)] (s[x M


mientras que en la perspectiva, el incremento correspondiente es:

Mx

Dm *


Perspectiva de una curva circular La perspectiva de los bordes de una curva circular en

planta con rasante uniforme son dos ramas de hipérbola tangentes a la perspectiva de la alineación recta que precede a la curva, y cuya asíntota es la horizontal que pasa por el punto de fuga de la perspectiva de los bordes de dicha recta.

Si la distancia entre la tangente de entrada a la curva circular y el observador es s, y la de un punto cualquiera de la curva (de radio R) es x, en la realidad la ordenada Yx varia, respecto de la alineación recta, en:


R

sxRsx

RR

sxarcsenRN

*2

)(

2

)(*)]cos(1[*

22

mientras que en la perspectiva, el incremento correspondiente es:

Nx

Dn *

La distorsión de los bordes en la perspectiva es tanto más acusada cuanto mayor sea la distancia a la tangente de entrada. Las curvas de transición suavizan esa distorsión.


.


FALSAS INFLEXIONES

A continuación se estudia una combinación de dos de los casos simples descritos en el apartado anterior: una alineación recta seguida de una curva circular, junto con un acuerdo vertical cóncavo en la rasante.

En el caso de que la curva en planta empiece justamente donde termina el acuerdo vertical, en la perspectiva del borde exterior de la calzada se produce una inflexión que, además de resultar antiestética, resulta engañosa si es muy acusada, puesto que puede aparecer como si fuera debida a una. contracurva en planta.


Para simplificar el análisis de este efecto combinado, es mejor estudiar el caso de que la curva en planta comienza en el mismo punto que el acuerdo vertical, con lo cual la perspectiva de cada punto del borde sufre un desplazamiento hacia arriba igual a ni y otro hacia un lado igual a n. El ángulo está dado por la expresión:

v

v

K

R

R

x

K

x

N

M

n

mtg

*2

*22

2


.

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO Para que no se presente la falsa inflexión ha de ser

siempre o sea:

Pudiéndose tomar para tg los valores dados por las expresiones, respectivamente para los bordes derecho e izquierdo de la calzada. Así, por ejemplo, con los valores típicos a = 7,0 m, b = 1,5 m y h = 1,1 m, para que no se presente una falsa inflexión ha de ser Kv> 5 * R.

tgK

R

v

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO Efecto combinado en la perspectiva de una curva en planta

y un acuerdo vertical cuyas tangentes de entrada coinciden.

Muchas normas de trazado incluyen unas prescripciones en este sentido, exigiendo que el parámetro de un acuerdo vertical cóncavo no sea inferior a un múltiplo del radio en planta.

Lo contrario denotaría un trazado excesivamente generoso en planta y mucho menos en alzado: un defecto bastante frecuente en los terrenos de relieve accidentado.

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO Además, a medida que se retrasa el comienzo del acuerdo

vertical cóncavo la razón Kv / R debe ser cada vez mayor para que no se produzca una falsa inflexión; en el límite, si toda la curva en planta está antes del acuerdo la distorsión es inevitable.

Por ello, en muchas normas de trazado se incluyen también otras prescripciones como las siguientes:

La conveniencia de que las tangentes de un acuerdo vertical que coincida con una curva en planta estén situadas cerca de las tangentes de éste; de esta manera se limita el crecimiento de la razón Kv / R.

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO La conveniencia de evitar los acuerdos verticales de

pequeña longitud contenidos dentro de una curva en planta larga y, viceversa, las curvas en planta de corta longitud contenidas dentro de un acuerdo vertical largo.

Aunque a menudo no se hace esta distinción, se ha de entender que tales prescripciones se refieren únicamente a los acuerdos verticales cóncavos; en los convexos la aparición de una falsa inflexión se ve coartada por la limitación de la visibilidad que causan.

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO PUNTOS ANGULOSOS

Los elementos curvos visibles del trazado (curvas en planta y acuerdos verticales cóncavos) en los que sea pequeña la diferencia entre las direcciones de los elementos rectos que unen y, además, sean de una longitud corta frente a la distancia desde la cual pueden ser vistos por un conductor, pueden dar la falsa impresión de un quiebro brusco al ser contemplados desde esa distancia.

Para evitar este defecto en la perspectiva, conviene que las tangentes de las curvas en planta y de los acuerdos verticales cóncavos queden fuera del campo de visión descansada de un conductor desde cualquier punto de la carretera en que resulten visibles; de esta manera, la curva o el acuerdo resulta menos aparente que si la totalidad de su imagen está contenida dentro de dicho campo.


Por ello, estos elementos del trazado se deben dimensionar con tanta mayor amplitud cuanto mayor sea la distancia desde la que pueden percibirse, y cuanto menor sea el ángulo de giro o la diferencia de inclinaciones de la rasante.

Muchas normas de trazado contienen prescripciones relativas a estos conceptos.


.

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO No sólo se actúa sobre las dimensiones de estos

elementos del trazado; a menudo también es posible limitar la distancia desde la cual resultan visibles, disponiendo unos elementos que corten la visual, por medio de explanaciones, de plantaciones o de pantallas.

Donde sea inevitable disponer una curva con un ángulo de giro pequeño, es mejor situarla en un acuerdo vertical convexo, lo que disimula el punto anguloso.


REAPARICIÓN DEL TRAZADO

Más allá de la visibilidad disponible, la calzada queda oculta al conductor (pozo de incertidumbre) por la limitación de los despejes en planta o por el propio relieve en los acuerdos verticales convexos.

Ciertas combinaciones de la planta y del alzado dan lu gar a un fenómeno conocido como reaparición del trazado (impropiamente denominado a menudo pérdida del trazado).

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO Donde se produce, más allá del pozo de incertidumbre

reaparece otro tramo de carretera más lejano.

El fenómeno puede provocar desorientaciones si el tramo que se vuelve a ver está relativamente próximo, y si los indicadores visuales pueden hacer que el conductor suponga equivocadamente que las condiciones y la orientación general del trazado del tramo que no ve son análogas a las de los tramos que ve.

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO Esta desorientación puede dar lugar a decisiones erróneas

que, a su vez, pueden causar un accidente.

Como ocurre con las falsas inflexiones en la perspectiva de los bordes de la calzada, la reaparición del trazado suele ser también un indicio de un trazado en planta excesivamente generoso frente a un alzado más estricto.

Además, y análogamente a lo que ocurre con los puntos angulosos en la citada perspectiva, también se puede evitar que reaparezca el trazado limitando la visibilidad mediante explanaciones, plantaciones o pantallas.


Algunas normas de trazado recogen estos conceptos, desaconsejando la presencia de:

Un acuerdo convexo en coincidencia con un punto de inflexión en planta.

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO Una alineación recta con unos acuerdos consecutivos

convexo y cóncavo.

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO Una alineación recta seguida de una, curva en planta, en

correspondencia con unos acuerdos consecutivos convexo y cóncavo.

COODINACION ELEMENTOS DE COODINACION ELEMENTOS DE PLANTA Y ALZADOPLANTA Y ALZADO Un conjunto de alineaciones en planta en las que se

puedan percibir simultáneamente dos acuerdos verticales convexos o cóncavos.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION

GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACION

OBTENCIÓN DE DATOS. CARTOGRAFÍA

Una carretera es una superficie tridimensional inserta en el terreno, con unas limitaciones geométricas en cuanto a su curvatura, inclinación, etc.

Por otro lado, si esas limitaciones implican que la carretera invada algún elemento valioso, o que su trazado se aparte notablemente del terreno, se producirán con toda seguridad unos efectos ambientales o económicos que perjudicarán la viabilidad de su construcción.

Por consiguiente, es muy importante disponer de una representación del terreno que permita trabajar más cómodamente en el gabinete y tantear varias soluciones, en vez de que un ingeniero experto elija directamente el trazado en el campo, como se hacía en los tiempos pioneros del desarrollo de las redes viarias.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACION OPTIMIZACION

Esa representación del terreno o plano debe contener dos tipos fundamentales de información:

PRIMERO.-

La situación en planta de los accidentes más notables del terreno y de las actuaciones humanas: caminos, construcciones, conducciones, etc.

Esta situación no se suele definir por medio de las coordenadas geográficas (longitud y latitud) de sus límites, sino por medio de unas proyecciones convencionales (como la UTM o la Lambert), o incluso por unas coordenadas particularizadas, si se trata de planos de ámbito restringido.

Como se trata de unas informaciones localizadas y relativamente poco numerosas, su obtención particularizada no suele representar más dificultades que la de su ubicación (que puede ser difícil si se trata, por ejemplo, de una conducción enterrada) y la de la precisión alcanzada (relacionada con la escala de la representación).

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION SEGUNDO.-

El relieve del terreno o geomorfología. En este tipo de información el problema no es tanto la precisión como la cantidad: teóricamente (y aun en la práctica) puede ser necesario determinar la altitud (sobre el geoide de referencia) o cota de cualquier punto del terreno, a partir de una cantidad relativamente escasa de cotas realmente medidas.

Es habitual recurrir a la técnica de las curvas de nivel.


Se siguen realizando también levantamientos convencionales, sobre todo para el apoyo de los fotogramas aéreos, para la ampliación del levantamiento a zonas no cubiertas por éstos y para la obtención de cotas directas de puntos especialmente interesantes.

Las observaciones efectuadas en el terreno (ángulos, distancias y niveles, a ser posible redundantes) se graban en el propio campo (en memorias de los instrumentos), y luego en el gabinete se pueden volcar directamente a la computadora, sin ninguna trascripción, preparación ni ajuste de las observaciones.

Pero lo más recomedable seria recurrir a la fotogrametría aérea:

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION La zona de interés es barrida (ampliamente: el vuelo es

relativamente barato) por una cámara especial montada sobre un avión, obteniéndose una serie de foto, mas con un gran solape entre ellos.

A partir de puntos cuyas coordenadas y cota son conocidas (vértices geodésicos y bases de nivelación), se determinan las coordenadas de unos cuatro o cinco puntos identificables sobre cada pareja de fotogramas.


Una vez orientados correctamente en el espacio los fotogramas que constituyen una pareja, se procede a su restitución, por medio de un aparato especial en el que un operador ve las informaciones necesarias (situación y cota) y las traslada automáticamente al plano.

Es ésta la parte más cara del proceso, por lo que se suele ceñir a lo estrictamente imprescindible, aun a costa de tener que ampliarla luego.


Para estas labores hay unos programas de computadora que resuelven rápidamente todos los problemas relacionados con el apoyo y con la restitución

De esta manera, además del plano que los representa, se obtiene un conjunto de puntos, cada uno de los cuales tiene tres coordenadas espaciales (X, Y, Z) o (N, E, Z)

Ese conjunto constituye un modelo digital del terreno (MDT), el cual se puede utilizar directamente en la computadora.


Suele ser corriente que los puntos que representan al terreno estén situados en los vértices de una malla más o menos regular, lo cual se puede conseguir también por me dio de un programa que la genera a partir de unos puntos arbitrariamente elegido.

A partir de la malla del MDT se puede estimar la cota Z de cualquier punto del terreno (conocidas sus coordenadas en planta X, Y) por interpolación entre los nodos más próximos de la malla:

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Un procedimiento para ello es suponer que, en cada celda

de la malla, el terreno es una superficie bicúbica, y que entre dos celdas contiguas, hay continuidad no sólo en la función que define esa superficie, sino también en sus derivadas primera y segunda.

El tiempo de proceso es razonable, y la interpolación bicúbica resulta conveniente para los procesos como el dibujo de curvas de nivel con la ayuda de plotters o trazadores automáticos; de otra manera aparecerían unos puntos angulosos.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Otros procedimientos (quizás preferibles al anterior

desde el punto de vista del resultado, aunque requieran más tiempo de proceso) efectúan un teselado del terreno, cuyos nodos son los puntos del MDT. Se trata de elegir un conjunto de triángulos cuyos vértices coincidan con dichos puntos, y que cubran sin solapes todo el terreno.

El criterio más utilizado para ello corresponde a la triangulación de en la cual los círculos circunscritos a cada triángulo no contienen a ningún otro punto del modelo

La cota de un punto cualquiera se obtiene por interpolación lineal entre las de los vértices del triángulo que lo contiene.


LA INFLUENCIA DEL TERRENO

El relieve

Una de las circunstancias que más influyen en el costo de una carretera es el relieve del terreno atravesado. Éste se suele clasificar en varias categorías, según la inclinación media i de su línea de máxima pendiente (la mayor o menor proximidad entre sus curvas de nivel) en la franja interceptada por la traza de la carretera.


De una forma general, se puede decir que: En un terreno llano el trazado ha de ser indiferente, sin

ser monótono. Los terrenos llanos pueden tener un valor agrícola elevado; en este caso, se deben perturbar lo menos posible. Donde haya protuberancias, el trazado ha de ser esquivo.

En un terreno ondulado el trazado ha de ser sumiso, ceñido al terreno. Es aconsejable cruzar las curvas de nivel con ángulos pequeños, y aprovechar las divisorias para integrar el trazado en el paisaje.

En un terreno accidentado el trazado ha de ser valiente ante un entorno adverso, pero sin causar en él impactos críticos.


Aspectos geotécnicos

La influencia de las condiciones geotécnicas se hace sentir especialmente en los siguientes aspectos del trazado:

La forma de excavar los materiales: un desmonte en roca puede costar hasta ocho veces lo que uno en tierra franca.

La posibilidad de utilizar los materiales excavados en la traza para formar rellenos y, en algunos casos, como áridos para hormigones y firmes.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION La estabilidad de las explanaciones: el coeficiente de

seguridad frente a un deslizamiento (que determina la inclinación máxima de los taludes estables) y los asientos previsibles en los rellenos (que pueden alterar la regularidad superficial del pavimento).

Las condiciones de cimentación de los rellenos: hay que tratar especialmente los suelos blandos, por los asientos que sufren bajo el peso del relleno.

Las condiciones de cimentación de las estructuras y de

las obras de paso y de desagüe: las cimentaciones directas (zapatas) son más baratas que las profundas (pilotes), pero no siempre son posibles.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Los túneles: la posibilidad de su realización (en mina o a

cielo abierto) y los sistemas constructivos (sostenimiento, revestimiento, bulones).

En los terrenos accidentados o muy accidentados, más que el relieve son las condiciones geotécnicas las que determinan el trazado: hay que aprovechar las zonas favorables y huir de las desfavorables.


TÉCNICAS DE TRAZADO EN PLANTA

El procedimiento habitual para elegir un trazado, además del respeto de unos condicionantes exteriores (puntos obligados de paso o de cruce, zonas favorables o desfavorables) tiene una naturaleza interactiva: se elige un trazado en planta y se estudia el perfil longitudinal que le corresponde y, especialmente, su relación con el terreno; a la vista de ello se corrige el trazado en planta, obteniéndose un nuevo perfil longitudinal; y así se van afinando sucesivamente el trazado en planta y en alzado hasta obtener un resultado suficientemente satisfactorio.

A veces (sobre todo en terrenos de relieve muy accidentado) es preciso tener en cuenta también la sección transversal.


Los métodos empleados han evolucionado con el transcurso del tiempo y el desarrollo de la técnica, pero responden a dos tipos generales:

En el acondicionamiento del trazado de una carretera existente

En los nuevos trazados de las carreteras de calzada única con dos carriles

La alineación fundamental es la recta (para adelantar a otro vehículo más lento es preciso invadir temporalmente, el carril normalmente reservado al sentido opuesto de circulación, y para ello hay que disponer de suficientes alineaciones rectas de una longitud superior a 500 ‑ 700 m).


Se define primero la poligonal formada por las alineaciones rectas, determinando el ángulo de giro , en cada vértice y la distancia Di, i entre cada pareja de vértices consecutivos; luego se dispone en cada vértice una curva circular de radio Ri con sus clotoides de transición, generalmente simétricas y de longitud Li cada una.


La distancia Ti de la tangente de entrada (o de salida) de una curva a su Vértice (denominada tangente) está dada por la expresión:

La mínima distancia Bi entre la curva y el vértice (denominada bisectriz), que a menudo se emplea para determinar el radio al acondicionar el trazado de una carretera existente (pues se puede medir con facilidad), está dada por la ex presión:

ii

ii xtgRRT ,02*)(

ii

ii R

RRB

2cos

)(

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION 2. Para el trazado de las carreteras en las que no es preciso en

los adelantamientos ocupar temporalmente el carril normalmente reservado al sentido contrario de circulación, como son las carreteras con calzadas separadas, el papel de las alineaciones rectas ha ido disminuyendo, al tiempo que ha aumentado la importancia de las curvas.

Si dos curvas contiguas tienen sentidos opuestos de curvatura (por ejemplo, una es a izquierdas y la otra a derechas según se recorren), forman una curva en S Puede haber una alineación recta intermedia de longitud Di+1, i, la cual forma un ángulo con la recta que une ambos centros. De unas simples relaciones geométricas se obtienen las expresiones siguientes:


.


En cambio, si ambas curvas circulares tienen el mismo sentido de curvatura, Y una es interior a la otra sin que sean concéntricas, se pueden unir con una sola rama de clotoide (curva ovoide), la cual se apoya en una falsa alineación recta (no materializada como elemento del trazado) que forma un ángulo con la recta que une ambos centros ).


.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Si la distancia entre los centros de las curvas circulares

no es del mismo orden de magnitud que la diferencia entre sus radios, la solución no resulta práctica, pues el desarrollo angular de la rama de clotoide que une ambas curvas circulares resulta muy grande.

En general, dos curvas circulares del mismo sentido se pueden unir mediante una alineación recta intermedia de longitud , la cual forma un ángulo con la recta que une ambos centros.


En todos estos casos, una vez conocidas las longitudes de las clotoides (generalmente simétricas)correspondientes a cada una de las dos curvas circulares y, en su caso, la longitud de la alineación recta intermedia, queda unívocamente determinada la posición de ésta y, por lo tanto, todos los elementos del diseño. En cualquier caso, conviene que se cumplan las condiciones siguientes:

Las longitudes de las alineaciones rectas, así como las de las clotoides, deben estar comprendidas entre los límites estudiados.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Dos clotoides de sentido opuesto de curvatura, unidas por

sus puntos de curvatura nula, es conveniente que tengan iguales sus parámetros o, si difieren, que la razón del mayor al menor no exceda de 2.

Si entre dos curvas contiguas no se puede intercalar una alineación recta cuya longitud sea igual a la mínima, es preferible anular la longitud de esa alineación recta intermedia, alargando las clotoides si se trata de una curva en S, o planteando una sola curva si se trata de dos curvas del mismo sentido (no es frecuente poder plantear una curva ovoide, ni resulta conveniente desde el punto de vista de la seguridad, pues la variación de su curvatura resulta confusa).

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION El radio mínimo correspondiente a la velocidad de

proyecto fijada sólo se debería emplear en casos excepcionales; frecuentemente es posible (y aun conveniente, si el aumento del costo no resulta excesivo) adoptar unos radios mayores.

En las carreteras en las que para adelantar a otro vehículo más lento sea preciso invadir el carril reservado al sentido contrario de circulación, en las curvas a la derecha conviene evitar el empleo de unos radios para los que el vehículo adelantado (generalmente, un camión) no permite ver a suficiente distancia ni por su izquierda (por no resultar suficientemente grande el radio) ni por su derecha (por no resultar suficientemente pequeño).

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Al enlazar dos curvas circulares consecutivas con una

alineación recta intermedia de una longitud no superior a 400 m, para que sus velocidades específicas no difieran excesivamente la razón de sus radios debe estar comprendida entre ciertos límites.

Hay que tener un especial cuidado con el radio de las curvas situadas a continuación de una alineación recta larga, en la que la velocidad máxima alcanzable sea elevada y la disminución de velocidad para tomar la curva sea excesiva (más de 40 Km. /h).

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Para un radio dado, el ángulo de giro total de la curva

debe permitir que se encajen unas clotoides de longitud mínima, y que se mantenga un desarrollo circular también mínimo. Hay que evitar los ángulos de giro pequeños.


TÉCNICAS DE TRAZADO EN ALZADO Una vez fijado un trazado en planta, uno de los factores

más determinantes del trazado en alzado es el relieve del terreno atravesado por la traza y representado en el perfil longitudinal.

En efecto, si la rasante (que está sometida a unas limitaciones) se tiene que separar mucho del terreno, se necesitarán unas explanaciones muy importantes, con un efecto ambiental negativo y un gran encarecimiento del costo de la construcción.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION En estos casos, incluso puede que haya que reconsiderar

la elección del trazado en planta. Por lo tanto, la rasante más conveniente en principio es la que más se ciñe al terreno del perfil longitudinal, representando una suavización de éste (con las limitaciones citadas), y que no presenta un exceso de material excavado.

Ni una falta de material para los rellenos que obligue a aportar un material procedente de un préstamo (la rasante está compensada).

Al estudiar la rasante con más detalle hay que tener en cuenta tanto el espesor de los materiales no aprovechables, que habrán de ser removidos en cualquier caso, como el espesor del firme, que deberá ser excavado en los desmontes y que no forma parte de los rellenos.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Hay que considerar que un gran desmonte puede ser

sustituido (total o parcialmente) por un túnel, o un gran relleno por un viaducto. El efecto ambiental negativo suele ser menor, sobre todo en el primer caso; pero se trata de unas soluciones más costosas, cuya adopción tiene que estar justificada por la categoría de la vía o por el volumen de trafico en circulación.

De una manera análoga a lo que sucede para el trazado en planta, hay dos tipos generales de métodos para fijar el trazado en alzado:


1. Se fijan en primer lugar unas rasantes uniformes que respondan a los criterios ya expuestos y a las limitaciones aplicables.

Su intersección define unos vértices, situados a una distancia s, del origen y a una cota, en los cuales se encajan unos acuerdos verticales parabólicos cuyas dimensiones también deben ajustarse a criterios y limitaciones.

Las tangentes de entrada y de salida de un acuerdo vertical cuyo parámetro sea K, (con su correspondiente signo) están situadas a una distancia del vértice dada por la expresión:


.

Siendo ie is, (%) la inclinación de las rasantes uniformes de entrada al acuerdo y de salida de él, respectivamente. La cota Zv, de la rasante en la sección donde se halla el vértice está dada por la expresión:

100·

2esv iiK

2

100·

8

esvv

iiKZ

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION 2. A partir de un punto obligado P, situado a una

distancia del origen, y cuya. cota z, e inclinación i, de la rasante son conocidas (como puede ser un extremo del trazado), se van planteando sucesivos acuerdos verticales que respondan a los criterios expuestos y a las limitaciones aplicables. se necesita un parámetro:

pQp

pQ

pQv

ZZi

ZZ

ZZK

100·2

2

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Mientras que la inclinación de la rasante en Q está dada

por la expresión:

A partir del punto Q se repite el proceso; en él se pueden elegir también unas rasantes uniformes

Entre las limitaciones del trazado en alzado, conviene recordar las siguientes:

v

PQPQ K

SSii

·100

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION No hay tantas limitaciones para la longitud de las

rasantes uniformes como las que hay en el trazado en planta para la de las alineaciones rectas. Sin embargo, para evitar defectos en la perspectiva, la distancia entre dos vértices consecutivos no debería ser menor de la recorrida en unos 10 seg. a la velocidad específica de ese tramo de la carretera.

La longitud de los acuerdos verticales está limitada inferiormente por la visibi lidad disponible (sobre todo en los convexos) y por su aspecto (si es pequeña la diferencia entre la inclinación de sus rasantes extremas).

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION No tiene mucho interés disponer largas rasantes

uniformes, salvo donde así lo demande el terreno.

Las rasantes de gran inclinación (sobre todo si son largas) tienen un efecto desfavorable sobre la fluidez y la seguridad de la circulación, y sobre los costos de conservación y de explotación de la carretera.

Por ello, las normas de trazado suelen limitar la inclinación de las rasantes de gran longitud (a menudo dependiendo de la intensidad de la circulación y del relieve del terreno) e incluso la propia Longitud de las ramas (de 3 a 5 Km.).

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION En las carreteras de nuevo trazado en terrenos

accidentados o muy accidentados, la aceptación de unas rasantes de mayor inclinación puede disminuir los costos de construcción, a costa de aumentar los de explotación (los primeros son soportados por la Administración y los segundos por los usuarios).

En las carreteras existentes no suele resultar viable modificar la rasante sin desaprovechar el firme. Si además hay que mantener la circulación, es mejor aumentar el número de los carriles (sobre todo en una rampa), disponiendo unos carriles adicionales para la circulación rápida que, además de ser la que pretende adelantar, es más ágil que la lenta.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION En los túneles que no sean cortos (los de más de 1000 m),

las rampas de más del 2‑3 por 100 provocan un aumento de las emisiones de los vehículos pesados; las pendientes de más del 4‑5 por 100 pueden hacer que los vehículos alcancen unas velocidades excesivas sin que sus conductores se percaten de ello.

No conviene que las zonas donde la rasante tenga una inclinación muy pequeña (menos del 0,5 por 100) y, en especial, los puntos bajos de los acuerdos cóncavos, coincidan con tramos donde la inclinación transversal de la plataforma sea también escasa.


En las carreteras de calzada única con dos carriles, para que resulte posible una proporción aceptable de los adelantamientos, hay que considerar que:

Sólo se puede adelantar con seguridad donde la rasante sea prácticamente uniforme o cóncava. Los acuerdos convexos, aun los de gran longitud, causan una incertidumbre en la maniobra y no resulta seguro adelantar en ellos.

Donde no resulte posible adelantar, no interesa disponer de una visibilidad muy superior a la estrictamente necesaria para detenerse: la prohibición queda así mejor resaltada.


OPTIMACIÓN DEL TRAZADO

Lo expuesto hasta el momento se limita al desarrollo de unas soluciones establecidas por un proyectista que cuenta con la computadora como una herramienta más.

La idea de efectuar un barrido sistemático del espacio de soluciones (que, dada la velocidad de cálculo de las computadoras, puede parecer posible) resulta en la práctica inviable, ya que el efecto multiplicador de las combinaciones de los parámetros que hay que considerar en el barrido resulta enorme.

Es necesario, por lo tanto, reproducir lo que hace inconscientemente un proyectista experto: diseñar unos algoritmos que dirijan la búsqueda hacia la solución óptima, efectuando una poda inteligente del árbol de soluciones posibles, sin la cual su frondosidad impediría progresar.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Una forma de abordar el problema se podría apoyar en

unas técnicas relacionadas con la inteligencia artificial, y concretamente en los sistemas expertos (sistemas de computación capaces de emular las prestaciones de un experto humano en un área concreta del conocimiento).

Estos sistemas han demostrado su utilidad en diversas áreas del conocimiento (diagnósticos médicos, análisis químicos), algunas de ellas relacionadas concretamente con la Ingeniería (prospecciones geológicas, predicción hidrológica, localización de obras civiles).

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Otra forma de tratar este problema podría utilizar unos

procedimientos de la investigación operativa para definir el trazado resultante de aplicar un determinado criterio de optimación:

Para ello se necesita, en primer lugar, un procedimiento que genere unas soluciones, definidas por un conjunto de variables independientes, compatibles con unas condiciones impuestas por un espacio de soluciones. Un generador de soluciones resulta y útil incluso si no se utiliza para la optimación.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION b) Si, por otra parte, se establece un modelo de

evaluación, o unos criterios que permitan juzgar la calidad de la solución, la solución óptima sería la mejor valorada de todas las del espacio de soluciones, haciendo intervenir no sólo el coste de la construcción y el de la conservación y la explotación, sino también otros, como los sociales y los ambientales, que presentan ciertas dificultades para su evaluación monetaria.

La información pública y la declaración del impacto ambiental resultan unos complementos valiosísimos para contrastar el modelo utilizado para la evaluación, pues actúan como un filtro.


c) Por último, se necesita un algoritmo que asegure que las soluciones generadas se aproximan monótonamente a la solución óptima, modificando adecuadamente las variables.

La optimación se puede referir a la forma espacial que constituye la carretera, o independientemente a su planta y alzado.

La optimación del trazado en planta presenta mayores problemas que la del alzado.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Por otra parte se piensa que, en general, la definición en

planta está mucho más condicionada que la definición en alzado por las restricciones funcionales, técnicas y ambientales, y por los puntos obligados de paso

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION La definición de un espacio de soluciones en alzado (con

una planta fija) no resulta difícil, con ayuda de unos criterios (parámetros o longitudes mínimas de los acuerdos verticales, inclinaciones máximas de la rasante, visibilidad mínima disponible, cte.).

El resto de las restricciones viene en general, impuesto por unas condiciones de cota (paso obligado, zonas no disponibles, etc.) siempre presentes.


REPRESENTACIÓN EN PLANOSLos planos que definen el trazado en un estudio de carreteras se estructuran en:

‑ Plantas

‑ Perfiles longitudinales.

‑ Secciones tipo.

‑ Perfiles transversales

‑ Otros.


Plantas

Además de unos planos de situación a escala pequeña (es frecuente aprovechar para ello las hojas de los mapas cartográficos), la información relativa al trazado en planta se recoge en unos planos cuya escala es tanto mayor cuanto más detallado es el estudio y más complejo el entorno .

En las denominadas plantas de replanteo, el eje o los ejes que definen el trazado en planta de la carretera se inscriben en un plano topográfico del terreno, el cual debe recoger toda la información relativa a la franja contigua a aquélla.

En cada eje se suelen destacar las distintas alineaciones (rectas, circunferencias y curvas de transición) y algunas de sus características (radios, parámetros o longitudes).

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION En la planta general se suelen representar los elementos de la

plataforma (funda mentalmente las calzadas y los arcenes) y los límites de la explanación (deducidos de los perfiles transversales, cuya situación y denominación también se indican).

Si la cartografía tiene curvas de nivel, como es habitual, resultaría posible sustituir las de la zona comprendida entre los límites de la explanación por las de la carretera terminada, asimismo deducidas de los perfiles transversales; aunque esto no siempre se lleva a cabo por ser muy trabajoso, la información que proporciona sobre el drenaje superficial es muy valiosa.

Cuando menos, se indica con un rayado codificado dónde los taludes corresponden a un desmonte o a un relleno. También se refleja en la planta general la situación de los muros y de los túneles, así como la de las obras de desagüe y de paso, con indicación de su tipo y de la situación de sus elementos principales.


Perfiles longitudinales

La definición del trazado en alzado de cada eje de una carretera se recoge en el denominado perfil longitudinal, que reviste un formato habitualmente dividido en dos partes :

La superior, gráfica, en la cual se dibujan en ordenadas tanto el perfil altimétrico del terreno (deducido de la cartografía u obtenido por una nivelación) como la rasante proyectada. Es habitual utilizar como escala del eje de las abscisas, que representa la distancia al origen (a lo largo del eje en planta), la misma que para la planta general. La escala vertical suele estar aumentada para que se aprecie mejor el relieve; el factor es normalmente de 10.


La inferior, numérica, en la que para cada perfil se consigna la siguiente información, en correspondencia con la superior gráfica descrita:

La identificación del perfil: hay varios sistemas (numeración correlativa, distancia al origen o a un hito).

La distancia al origen, a lo largo del eje en planta (aproximación habitual: Centímetro).

Eventualmente, las distancias parciales entre dos perfiles consecutivos, que facilitan luego el cálculo manual de las cubicaciones.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Las cotas del terreno, referidas a un plano de

comparación (aproximación habitual: centímetro).

Las cotas de la rasante (aproximación habitual: milímetro), divididas en dos (únicamente en los acuerdos verticales) si el cálculo es manual: las provisionales, prolongación de las rasantes uniformes, y las definitivas.

Las cotas rojas o diferencias entre las cotas del terreno y las de la rasante, divididas en desmonte y relleno según sea la primera superior o inferior a la segunda. Estas cotas rojas se trasladarán luego a los planos de perfiles transversales.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Los perfiles Longitudinales se suelen situar, en un mismo

plano, debajo de las correspondientes plantas; en caso contrario, es aconsejable incluir en ellos una referencia esquemática al trazado en planta, para permitir un estudio más cómodo de la coordinación entre la planta y el alzado.


Secciones tipo

En un estudio de carreteras la sección tipo reviste una gran importancia, no siempre suficientemente destacada.

En los anteproyectos y en los proyectos de trazado o de construcción, al incluirse en ella también la definición técnica y constructiva de las explanaciones, del pavimento y de ciertos aspectos del drenaje,

Por lo tanto, más que de una sección tipo, en dichos estudios hay que hablar de una colección de secciones tipo, con una indicación del campo de aplicación de cada una.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Las secciones tipo se dibujan a una escala grande

(mínima 1/100, mejor 1/50), y en ellas se deben acotar todas las medidas lineales horizontales (anchura de la calzada, de las bermas, de las cunetas, etc.) y verticales (espesores de las capas del firme, profundidad de las cunetas y de los drenes), así como las pendientes transversales (plataforma, explanada, taludes).

No se debe olvidar que, al menos en un proyecto de construcción, se trata de un documento contractual .


Perfiles transversales

Aplicando al terreno la sección tipo correspondiente a cada perfil con la cota roja deducida del perfil longitudinal, se da origen a una colección de perfiles transversales.

Estos no sólo definen de una forma discreta (no continua) las explanaciones, sino que permiten estudiar otros aspectos complementarios (el drenaje, los sistemas para la contención de los vehículos, los muros y las obras de paso); además, dan origen a las cubicaciones.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION En relación con la separación entre los perfiles transversales

no hay que olvidar que cuanto más próximos estén, mejor serán la definición de la obra y la precisión de su medición.

Hay que lograr un compromiso entre estas dos exigencias. En un proyecto de trazado o de construcción es frecuente situar los perfiles transversales a unos intervalos de 20 m.

Es habitual representar los perfiles transversales (escala mínima 1/200, mejor 1/100), estacando en ellos el eje, la rasante. la cota roja, el terreno (obtenido de la cartografía o de un levantamiento directo, imprescindible en la fase de replanteo), la plataforma y la subrasante


.


Otros planos

En un proyecto de construcción de una carretera hay otros planos, además de los indicados, que definen otros elementos viarios (además de los estructurales, como los muros y las obras de paso).

Las plantas del drenaje: generalmente se superponen a unos planos de planta general, especialmente editados. También se dibujan los perfiles longitudinales de las cunetas, los colectores y los drenajes subterráneos, para analizar sus pendientes y condiciones constructivas.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Los nudos viarios, con unas plantas a escala mayor

(1:500 o incluso 1/200), los perfiles Longitudinales de todos sus ejes significativos y los perfiles transversales repartidos según corresponda a cada eje.

La señalización, el balizamiento, la iluminación y los sistemas para la contención de los vehículos. Estos elementos, que están normalizados, se sitúan en una planta a menudo esquemática.


PROGRAMAS INTEGRADOS DE TRAZADO

El perfeccionamiento de los medios técnicos disponibles, fundamentalmente de la fotogrametría aérea, de las computadoras y de las técnicas de simulación (perspectivas y animaciones), han permitido una mejora muy importante de la técnica del trazado.

Los modernos programas integrados de trazado constan de los elementos necesarios para la realización completa de un estudio de carreteras, sin incluir en su ámbito )s cálculos estructurales. Los elementos o módulos que incluyen son los siguientes:

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION La creación y el manejo de modelos digitales del terreno

y demás superficies geométricas.

Unas herramientas (utilidades) para el proyecto y la definición interactiva de todos los elementos de la carretera.

La obtención automática de las mediciones y del diagrama de masas.

La presentación y la evaluación de los resultados

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION La generación de la señalización.

El diseño, el cálculo y la comprobación del drenaje, al menos del desagüe superficial.

El diseño, el cálculo y la comprobación del alumbrado.

Se excluye aún un gran número de tenias que quizá en el futuro se vayan incorporando, tales como:

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Los sistemas de planificación y modelado del tráfico.

La planificación y programación de las obras.

Los cálculos geotécnicos, estructurales y de los firmes.

Los sistemas de seguimiento y control de calidad de las obras.

Los procedimientos de gestión y de conservación.


INTEGRACIÓN EN EL ENTORNO

Medidas preventivas

Las medidas preventivas del impacto ambiental se refieren a la concepción misma de la carretera, y pretenden elegir la solución más conveniente desde ese punto de vista, aunque a menudo resulten perjudicados los aspectos económicos.

Muchos de los criterios relacionados con estas medidas preventivas han sido ya considerados implícita o explícitamente en el proceso del diseño.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Para causar un impacto ambiental mínimo, un buen

trazado debe reducir al mínimo las explanaciones.

Para acoplarse a unos condicionantes ambientales desfavorables siempre hay que tener en cuenta la posibilidad de variar los estándares del diseño (no se trata de pasar a toda costa, ni a toda velocidad).

También hay que evitar, en lo posible, afectar a recursos naturales irremplazables (monumentos históricos, yacimientos arqueológicos o geológicos) o difícilmente renovables (bosques).

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Siguiendo el trazado, de otros elementos de origen antrópico,

como las líneas de ferrocarril (incluso las abandonadas) o las líneas eléctricas, se puede integrar mejor la carretera en su entorno y reducir al mínimo su impacto en el paisaje.

Aunque hay que evitar, en general, que una carretera se destaque sobre el horizonte, puede resultar beneficioso seguir una divisoria principal si con ello se evitan las zonas habitadas de los valles contiguos.

Yendo por la parte superior de la ladera se evitan las explanaciones más grandes que resultarían al cortar más abajo las va guadas transversales.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION La integración en el entorno se facilita si las expansiones

adoptan unos taludes cuya inclinación sea análoga a la del medio circundante: en tierra franca suelen ser más tendidos que los estrictamente necesarios por razones de estabilidad. Los taludes demasiado uniformes contrastan con los naturales, más variados e irregulares.

El diseño de las explanaciones debe tender a una máxima reutilización del material excavado en la traza, reduciendo al mínimo la necesidad de préstamos o de vertederos exteriores. Rebajando la inclinación de sus taludes, los desmontes y los terraplenes (y los espaldones de éstos) pueden servir, respectivamente, de préstamo o de vertedero.


En las zonas habitadas o de gran belleza, sensibilidad ambiental o interés cultural, el empleo de túneles perforados permite evitar un impacto severo.

Un buen trazado debe evitar los defectos siguientes:

La intrusión de la carretera en paisajes vírgenes o de alta calidad.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Las grandes explanaciones que resultan visibles desde las

zonas colindantes. Donde un tramo de carretera resulte demasiado visible, la mejor manera de ocultarlo es que discurra en un desmonte; hay que ocultar no sólo la plataforma, sino los vehículos que por ella circulan.

Las carreteras que transitan por una ladera y paralelamente a ella, sí sus explanaciones resultan demasiado visibles.

Los rellenos prominentes que cruzan valles o zonas bajas.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Los desmontes que crean una mella en el horizonte o una

herida en los flancos de las colinas (media ladera).

Las discordancias entre el nuevo paisaje y el anterior. Las alteraciones de las pautas de desagüe.


Medidas correctoras Las medidas correctoras del impacto ambiental se

refieren a la carretera recién constituida, y pretenden restituir el entorno afectado a un estado lo más próximo posible al natural.

Las medidas correctoras no deben ser consideradas un medio de mejorar un mal trazado, aunque se deben agotar las posibilidades de establecerlas, en particular las relacionadas con los terrenos adyacentes a la carretera.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Para evitar su erosión y mejorar su aspecto hay que

promover la revegetación de los taludes en tierra (inclinación inferior a 1/2), o su retorno a los usos del suelo colindante: su devolución al uso agrícola (inclinación inferior a 1/4 para pastos, y a 1/10 para labranza) puede resultar particularmente eficaz.

Un falso desmonte establece una pantalla entre la carretera y el paisaje que la rodea.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION A media ladera conviene disponer las carreteras con

calzadas separadas con un trazado independiente para cada una.

Al evitar una plataforma única, que requiere unos fuertes desmontes y terraplenes, se reducen las explanaciones, reduciendo la predominancia de la carretera sobre el paisaje.

Las segregaciones en el hábitat de ciertas especies de fauna se suelen mitigar mediante la construcción de pasos superiores o inferiores reservados a ellas


Medidas compensatorias

Las medidas compensatorias no se refieren al ámbito mismo de la carretera, sino que establecen una especie de tributo por los impactos ambientales residuales causados por ella, si son de una gran intensidad.

Un ejemplo es la imposición de plantar una cantidad de árboles nuevos que equivalga a la suma de los años de vida de los árboles


LEGIBILIDAD Y CONSISTENCIA DEL TRAZADO

La legibilidad es una propiedad de una carretera y de su entorno que proporciona a lo usuarios de la primera una imagen justa y fácilmente comprensible de:

Su naturaleza. Su forma de utilización. El comportamiento que de ellos se espera (velocidad,

trayectoria, preferencia de paso, etc.).

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION Los movimientos probables o posibles de los demás

usuarios.

La legibilidad se deriva del conjunto de los elementos que constituyen la carretera y su entorno:

El trazado de la vía. El diseño de sus márgenes. El diseño y el aspecto de las construcciones colindantes. En su caso, el mobiliario urbano, etc.


Se puede considerar como una falta de legibilidad que el diseño de una carretera exprese (por la propia lógica de su concepción) algunos valores relacionados, por ejemplo, con la velocidad, mientras que dichos valores son incompatibles con los usos y la funcionalidad de la vía y de su entorno.

De aquí se deriva la necesidad de:

Una coherencia entre la vía y el entorno. Una coherencia entre la vía y su utilización. La sencillez.

GENERACION DE SOLUCIONES Y GENERACION DE SOLUCIONES Y OPTIMIZACIONOPTIMIZACION De aquí se puede deducir que una regla para quien diseña

o explota la carretera es buscar la mayor consistencia entre las condiciones de la explotación (los límites de la velocidad, los principios de la gestión del tráfico), el trazado de la carretera y sus dotaciones.

Donde se junten unos elementos incompatibles, el mensaje transmitido al usuario se hace ambiguo: se produce un desfase entre la actividad del conductor y la situación real, y aumenta la probabilidad de una conducta poco segura.

Todo esto remite al concepto mismo de tipo de vía: para la seguridad de la circulación, no es conveniente que en una misma vía coexistan las funciones de movilidad y de accesibilidad.

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DISEÑO GEOMETRICO DE CARRETERAS

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