Diseño geométrico vial - CAP. 1 Rosario 2011

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CAPÍTULO 1:

INTRODUCCIÓN AL DISEÑO GEOMÉTRICO DE CAMINOS

CAMINO:

• por el hombre para dotarla de características y condiciones adecuadas para la circulación de

vehículos, principalmente automotores.

• Algunas de sus características son invisibles ara el usuario rado de com actación

capacidad soporte, etc), y otras visibles (anchos de calzada y banquinas, curvaturas,pendientes, etc).



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CAMINO:

ELEMENTOS QUE COMPONENUN CAMINO:

• Obra básica: terraplenes, desmontes, alcantarillas y otras obras de arte menores, alambrados, barandas dedefensa, defensas contra la erosión, etc.

• Pavimento: superficie acondicionada para la circulación

de los vehículos, con capas inferiores que le sirven desoporte.• Estructuras : puentes y viaductos, túneles, cobertizos,

muros de sostenimiento, etc.• ar os : se a zac n or zon a y ver ca , um nac n,

forestación, áreas de recreación y servicios,señalamiento luminoso (semaforización), teléfono deauxilio, playas y estaciones de peaje y pesaje, etc.



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ELEMENTOS DEL CAMINO: PUENTE

PERFIL TRANSVERSAL TÍPICO (1)

• CALZADA: Zona destinada a la circulación de losvehículos. Cuando es pavimentada, tiene especialescon c ones e res s enc a, ura a ,impermeabilidad, fricción, etc.

• CARRIL Ó TROCHA: Faja de la calzada destinada a la

circulación, en un sentido, de una única fila devehículos. El ancho de la calzada es igual a la suma delos anchos de los carriles que la componen.

• BANQUINA: Franja adyacente a la calzada destinada al

detenidos, para usos de emergencia, como soportelateral de la calzada, etc.

• CORONAMIENTO: Comprende a la calzada y lasbanquinas.



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PERFIL TRANSVERSAL TÍPICO (2)• TALUD: Costado de la explanación. También se lo

denomina talud de terraplén.

• CUNETAS : Canales longitudinales de desagüe. Si el producto de su excavación se utiliza en la obra(construcción de terraplenes) también se los llama préstamos.

• CONTRATALUD: Talud de corte. Puede incluir bermas.

• ZONA DE CAMINO: Franja total ocupada. En nuestro país es común materializar sus límites con alambrados.

PERFIL TRANSVERSAL TÍPICOCAMINO DE UNA CALZADA BIDIRECCIONAL



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PERFIL CAMINO BIDIRECCIONAL CON

CARRIL AUXILIAR DE ADELANTAMIENTO OASCENSO DE CAMIONES

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PERFIL TRANSVERSAL TÍPICOAUTOPISTA RURAL



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CLASIFICACIÓN FUNCIONALDE LAS CARRETERAS

LA CLASIFICACIÓN FUNCIONAL AGRUPA CALLES Y CARRETERAS DE ACUERDO CON EL CARÁCTER DELSERVICIO QUE VAN A PROVEER.

CATEGORÍAS FUNCIONALES: - ARTERIALES - COLECTORAS - LOCALES

Estas categorías pueden presentar a su vez subdivisiones,y adquieren distinta concepción según se trate de zonasrurales ó urbanas.

MOVILIDAD Y ACCESIBILIDAD

La clasificación funcional de las carreteras y calles tiene en cuenta especialmente dos aspectos:

• MOVILIDAD

• ACCESIBILIDAD (acceso a los frentistas)

La primer función es típica de las vías arteriales,mientras ue el acceso a la tierra lo es de las rutas ó

calles locales.

La velocidad directriz será mayor para las arteriales que para los caminos colectores y calles locales.



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RELACIÓN ENTRE FUNCIONALIDAD YMOVILIDAD-ACCESIBILIDAD

NUEVA NORMA DE DISEÑOGEOMÉTRICO DE COLOMBIA (2000)

n esta gu a, as carreteras se han clasificado en: troncales ó primarias,secundarias y terc ar as.



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NUEVA NORMA DE DISEÑOGEOMÉTRICO DE CHILE (2002)

CATEGORIA DEL CAMINO TMDA TÍPICO ALAÑO INICIAL

TERRENO VELOCIDAD DEPROYECTO (km/h)

llano a ond. medio 120AUTOPISTAS >10000

ondulado fuerte 100

montañoso 80

AUTORRUTAS >8000 llano a ond. fuerte 100-90

montañoso 80

CARRETERASPRIMARIAS

>3000llano a ond. fuerte 100-90

montañoso 80

llano a ond. medio 80

ondulado fuerte 70

CAMINOSCOLECTORES >300

montañoso 60

llano a ond. medio 70

CAMINOSLOCALES

Tránsito y composiciónvariable

ondulado fuerte 60

montañoso 50-40

CAMINOS DEDESARROLLO

Tránsito y composiciónvariable

favorable 50-40

dificil 30

ESQUEMA FUNCIONAL EN UNARED DE CALLES SUBURBANAS



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ESQUEMA DE UNA RED DE RUTASRURALES CLASIFICADA FUNCIONALMENTE

Dado que no es práctico dar conexiones de líneas directas para cada

nea e eseo, os v a es e en cana zarse so re una re e cam noslimitada. Los movimientos de viaje más cargados son servidosdirectamente; los movimientos más pequeños son canalizados entrayectorias indirectas.En este esquema, también se ve que la jerarquía funcional estárelacionada con la jerarquía de distancias de viajes servidos por la red.

EJEMPLO: LA AUTOPISTAACCESO NORTE A BUENOS AIRES



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EJEMPLO: LA AUTOPISTAACCESO NORTE A BUENOS AIRES

CLASIFICACIÓN DE ACUERDOAL NÚMERO DE CALZADAS

• Carreteras de calzadas separadas: Son las que tienen calzadas diferenciadas para cada sentido de

circulación, con una separación física entre ambas.No se considera como separación física la

constituida exclusivamente por marcas viales sobre el pavimento.El caso más típico es el de la autopista rural de dos carriles por sentido.

• Carreteras de calzada única: Son las que tienen una sola calzada para ambos sentidos de circulación, sin separación física, independientemente del número de carriles. A esta categoría corresponde la mayor longitud de caminos de la red vial de un país



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CLASIFICACIÓN SEGÚN

EL ENTORNO URBANÍSTICOCarreteras urbanas :

Se le dará esta calificación si cumple con alguna de las

condiciones siguientes:• Atraviesa un área clasificada como urbana por el

planeamiento urbanístico,• Se pueden prever circulaciones con características

urbanas en intensidad apreciable,• Existen infraestructuras asociadas a la carretera y

preparadas para uso peatonal ó del transporte colectivo:

veredas, semáforos peatonales, carriles exclusivos paracolectivos, etc.

Carreteras interurbanas :Son las no incluidas en el apartado anterior

CARRETERA EN ENTORNO RURAL



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CARRETERA EN ENTORNO RURAL

CARRETERA EN ENTORNO URBANO



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CLASIFICACIÓN DE LA D.N.V. 67SEGUN TRÁNSITO Y TOPOGRAFÍA

CATEGORIA DEL CAMINO TRANSITO DIARIO DE DISEÑO TOPOGRAFÍA VELOCIDAD DIRECTRIZ (km/h)

ESPECIAL >15000 LLANURA 130

ONDULADA 110

I 5000 a 15000 LLANURA 130

ONDULADA 110

MONTAÑOSA 80

II 1500 a 5000 LLANURA 120

ONDULADA 100

MONTAÑOSA 70

III 500 a 1500 LLANURA 110

ONDULADA 80

MONTAÑOSA 60

IV 150 a 500 LLANURA 100

ONDULADA 70

MONTAÑOSA 40

V <150 LLANURA 90

ONDULADA 50

MONTAÑOSA 30

PLANILLA Nº1 DNV 67



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PLANILLA Nº1 DNV 67

(DETALLE)

SECCIÓN TRANSVERSAL [Atlas]

ACTUALIZACIÓN NORMAS Dº Gº DNV 2010 (9)

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ETAPAS DEL DESARROLLO VIAL

• Planificación ó planeamiento: se identifican proyectos paracubrir necesidades, estudiar alternativas, efectuar las justificaciones económicas (tipo Costo/Beneficio), establecer

.

• Proyecto: se elabora la documentación (planos, memoria y presupuesto) que definen la obra y posibilitarán su posterior ejecución.

• Mantenimiento: se realizan trabajos de rutina (limpieza dedesagües, conservación de banquinas, bacheos, corte de pasto, reposición de carteles, etc), y otros periódicos de mayor envergadura (recapados, demarcación horizontal, etc).

TIPOS DE PROYECTO DEMEJORAMIENTO VIAL

• Construcción nueva: Obras nuevas donde actualmente no existe nada de su tipo.

- , .• Reconstrucción ó remodelación total:

Cuando deben realizarse cambios importantes en un camino

existente, dentro del mismo corredor ó zona de camino. Por ejemplo: duplicación de calzada por falta de capacidad.• Repavimentación ó rehabilitación:

Incluyen repavimentaciones, reparaciones en el pavimento,ensanc es menores e ca za a y anqu nas, cam osmenores en curvas horizontales ó rasante, reparación de puentes, etc.

• Mantenimiento: Comprende obras como: repintado de líneas de carril y borde, limpieza de alcantarillas y otras obras de desagüe,corte de pasto, sellado de fisuras.



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FASES DE UN PROYECTO EJECUTIVO• Recopilación de antecedentes: se obtienen todos los datos

disponibles de la zona donde se va a ubicar el proyecto• Trazado tentativo: sobre la cartografía disponible se indican

algunos trazados tentativos, a partir de puntos de pasoo ga os y usan o o a a n ormac n recop a a.

• Reconocimiento de campo : inspección de los corredoresmarcados en gabinete, para verificar los datos quedisponemos y analizar las bondades e inconvenientes de lostrazados tentativos.

• Trazado preliminar: se realiza el relevamiento topográfico, por métodos terrestres (topografía convencional) ó aéreos.

, ,especialistas hidráulico, etc. El resultado de esta etapa debeser una poligonal ó “línea de bandera”.

• Estudio definitivo y Proyecto : adoptado el trazado preliminar como definitivo, se completa el relevamiento planialtimétrico de detalle, relevamiento de propietarios y usosde la tierra, y se materializa la traza.

PARTICULARIDADES DEL TRAZADOSEGÚN LA TOPOGRAFÍA DE LA ZONA

• En llanura , la técnica de trazado es relativamente

sencilla: se traza la poligonal del eje del proyecto y suslados se acuerdan con las curvas horizontales.

• En terreno montañoso la técnica correcta es al revés: primero, sobre el MDT con curvas de nivel (en papel o pantalla) se ubican las curvas circulares con ayuda de

lantillas físicas o virtuales, se de a entre ellas or lo

menos la separación mínima requerida por las curvas detransición, y luego se trazan las tangentes a lascircunferencias de radio R más el p individual (curva-tangente).



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PARTICULARIDADES DEL TRAZADO

EN ZONA MONTAÑOSATÉCNICA CLAVE PARA UN BUEN TRAZADO TÉCNICO EN MONTAÑA

TRAZADO TENTATIVO (MONTAÑA 1)



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TRAZADO TENTATIVO (MONTAÑA 2)

TRAZADO EN MONTAÑA

• Desarrollo de distancias mediante revueltas



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RN52 Jujuy – Cuesta de Lipán

TRAZADO TENTATIVO (LLANURA)



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TRAZADO PRELIMINAR

UN PROYECTO EJECUTIVO PARA LADIRECCIÓN NACIONAL DE VIALIDAD

El proceso de un Proyecto Ejecutivo para la DNV y para lasDPV normalmente está constituido por las siguientes etapas:

• Eta a reliminar: se realizan los estudios de trazado preliminar, hasta la elección de una traza tentativa, sobre laque se realiza el relevamiento topográfico.

• Anteproyecto : se completa la topografía de detalle, se ajustael trazado en planta y se presenta una rasante tentativa. Serealizan los estudios de suelos de traza.

• Proyecto: se confeccionan las planialtimetrías definitivas, los perfiles transversales de proyecto, desagües, cálculo de

es ruc uras, o ras comp emen ar as se a zac n, um nac n,etc) cómputos métricos, especificaciones técnicas, etc.

• Pliego y Edición : armado del Pliego (de condicionesadministrativas y especificaciones técnicas) con el que sellamará a Licitación. Edición de 15 ó 30 juegos de ese Pliego para que la administración lo entregue a los oferentes.



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NORMAS DE DISEÑO GEOMETRICOLas Normas pueden ser precisas, detalladas y de rigurosocumplimiento; ó generales, razonadas y con amplio margen para la labor creativa.Las Normas de Diseño Geométrico de la Dirección

.analizan y razonan los distintos temas, se fundamentan lassoluciones recomendadas y se deja un amplio margen parala decisión del proyectista.

Hay dos versiones, más una Actualización en proceso:• “Normas de diseño geométrico de caminos rurales”.

. .• “Normas de Diseño de Carreteras. Adaptación y Ampliación de las Normas de Diseño del Ing. F. Ruhle”,de la Dirección Nacional de Vialidad (Año 1980).

• “Actualización de las Normas de Diseño Geométrico DNV 2010”

Fuentes NDGDNV 67 - RÜHLE

Cap.Palazzo - Vías de Comunicación 1942 IIEscario - Caminos 1949 IIBarnett - Tablas Curvas con Transiciones 1954 II

42

AASHO - ro zu 1954 y 1965 , ,R. Coquand - Routes 1956 IIPIARC - Informes Congresos 1959, 1964 IIIViguria - Tablas Curvas Verticales 1960 IIJones - Carreteras modernas 1963 IIPushkarev - Estética vial 1964 IIIHCM - HRB 1965 I



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Fuentes NDGDNV 80 = 67 + C4-8

Cap.HRB SR 81 - Highway Guardrail – Leisch 1964 VIAASHO - Libro Azul 1965 IV, VAASHO - Libro Amarillo 1967 VI

43

AASHO - Adenda SSD 1971AASHTO - Libro Amarillo 1974 VISHD Mississippi - Design Manual 1976 IV, VAASHTO - Guía de Barreras 1977 VIDOT Florida - Road Design Manual 1978 IV, VFHWA - Handbook of Highway Safety Design 1978 VII, VIII

Cronología FUENTES – 1954-80

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Cronología FUENTES – 1980-2010y Algunas Normas Recientes

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ACTUALIZACIÓN 2010 DE LAS NORMASDE DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA D.N.V

1967/80La Actualización se basa en:

SEGURIDAD Y OPERACIÓN DEL TRÁNSITO LOSELEMENTOS VISIBLES DEL CAMINO

Tiene en cuenta:• El COMPORTAMIENTO DEL CONDUCTOR, LOS ADELANTOS

TECNOLOGÍCOS Y LA FLEXIBILIDAD DE DISEÑO (Sensibilidad al entorno natural y artificial)

Título:• NORMAS Y RECOMENDACIONES DE DISEÑO GEOMÉTRICO

Y SEGURIDAD VIAL• INSTRUCCIONES GENERALES DE ESTUDIOS Y

PROYECTOS, A) OBRAS BÁSICAS

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ANTECEDENTESEVOLUCIÓN DE CRITERIOS Y HERRAMIENTAS

DEL Dº Gº (1)Desde la invención del automóvil Distanc ia v isua l de detenc ión [C3] Ancho y cond ic ión de ca lzada y banquinas [C3]

40/50’s Veloc idad d i rect r iz [C2], VD (máxima segura )

Seguridad = f (equilibrio dinámico en curvas)Peso + Centrífuga = ft + e)

Tablas de Barnett (curvas horizontales con transiciones) y de Viguria (curvasverticales)

Problemas : Poca sensibilidad a rectas y sección transversal; Dominio de diseño.VD = Velocidad máxima segura es una buena conjetura, no avalada siempre

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por la realidad, en la cual se mide la eficiencia de las medidas de Dº Gº segúnel concepto de Segur idad Sustant iva [C1] (reducción del número demuertos, número y gravedad de heridos, y costos de daños materiales), y nosegún la Segur idad Nominal [C1], para la cual con sólo cumplir las normaso creencias populares, el camino es seguro de transitar.


DEL Dº Gº (2)60’s Zona despejada [C3] = f (factor humano), Ing. Ken Stonex EUA

Coherencia de d iseño 1 [C3], Seguridad = f ( ΔCurvatura media;expectativas y comodidad conductor) Criterios de Hans Lorenz (Autobahn alemanas).

Gráf ico de curvat ura [C3].

NDGDNV’67 3 Capítulos; vigentes en 2011.En las Normas VN67 están incluidos los principios deCoord inac ión p lan ia l t imét r ica [C3].

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par c n e as aran as e e ensa como panacea eseguridad, en reemplazo de los pretiles de hormigón armado.



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ANTECEDENTES

EVOLUCIÓN DE CRITERIOS Y HERRAMIENTASDEL Dº Gº (3)

70’s Adenda Mod elo AASHTO DVD [C3] → calzada húmeda + factor humano

(operación nocturna). Valores mínimos absolutos y deseables80’s Cr i ter io de Le isch [C3]; Seguridad = f ( ΔVD Curvas sucesivas ≤ 10 mph)

NDGDNV’80 5 Capítulos agregados a NDG DNV’67 vigentes en 2011;intersecciones, distribuidores, dispositivos de contención, iluminación,geometría de alcantarillas…

Difusión de PC, r o r am a s vi al es , mane o de randes bases de datos de

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alineamientos, velocidades, tránsito, accidentesNewton → Poisson, Bayes (equ i l ib r io d inámico + estadís t ic a) ; modelos

matemáticos obtenidos por regresión que relacionan la ve loc idad rea l [C2] (índice del comportamiento de los conductores) con la cu rva tu ra media (Cm) [C3] del alineamiento horizontal.


DEL Dº Gº (4)90’s Velocidad de operación VO en flujo libre = mejor índice del

La curvatura horizontal es mayor condicionante geométrico de la VO.

Velocidad de operac ión VO85 [C2] VO en condiciones ideales:

flujo libre, automóviles, calzada húmeda.Coherencia de d iseño 2 [C3] VO85 ≈ VDSi VO85 ≠ VD → Incoherencia de diseño (según rangos) →

concentración accidentes; puntos negros.Cr i te ri os de Se u r idad C3 Lamm otros :

5050

Seguridad = f1 (VD - VO85); f2 (VO85i – VO85i+1)Rangos de diseño geométrico: Bueno, Tolerable (Regular), Pobre

(Malo)



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ANTECEDENTES

EVOLUCIÓN DE CRITERIOS Y HERRAMIENTASDEL Dº Gº (5)Rotondas modernas [C5] : revalorización mundial por beneficios de

seguridad, capacidad, costo, estética.

F lexib i l idad de d iseño [C1] (DSC). Diseño sensible a valores culturales,históricos, sociales, ambientales

Pavimentac ión parcia l o to t a l de banquinas [C3]; a igualdad decostos mucho mejor que ensancharlas.

Admin is t rac ión acc eso a p rop iedad [C2]; mayor seguridad, fluidez de tránsito, capacidad, de los caminos arteriales

90-11’s

5151

Desarrol lo de progra mas I HSDM, HSM [C3] Glennon, Leisch, Zeeger, Hauer, Krammes, … establecen el principio básico

unánimemente aceptado y adoptado del nuevo concepto (filosofía, paradigma) del diseño geométrico:

Diseñar teniendo en cuenta el comportamiento del conductor normal, yno para que el conductor se comporte como el proyectista quiere…

ACTUALIZACIÓN NORMAS Dº Gº DNV 2010 (6)SEGURIDAD EN LA CALZADA Y SUS COSTADOS [C7a]

Tratamiento de Obstáculos en CDC- Remover - Eliminar- Relocalizar- e uc r sever a acer rang e- Redirigir / Proteger mediante barreras o amortiguadores de impacto- Delinear o Señalizar

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ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS[4 Tomos + Atlas]

ACTUALIZACIÓN NORMAS Dº Gº DNV 2010 (7)

CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓNCAPÍTULO 2 CONTROLES DE DISEÑOCAPÍTULO 3 DISEÑO GEOMÉTRICO

CAPÍTULO 4 AUTOPISTASCAPÍTULO 5 INTERSECCIONESCAPÍTULO 6 DISTRIBUIDORES

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ACTUALIZACION NORMAS Dº Gº DNV 2010 (8)ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS[4 Tomos + Atlas]

CAPÍTULO 7 SEGURIDAD EN LACALZADA Y SUS COSTADOS

CAPÍTULO 8 DISEÑOS ESPECIALES

CAPÍTULO 9 TRAZADOCAPÍTULO 10 INSTRUCCIONESGENERALES

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ACTUALIZACIÓN NORMAS Dº Gº DNV 2010 (9)ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS[4 Tomos + Atlas]

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BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

• Normas de Diseño Geométrico de Carreteras. Ing. F. Ruhle. DirecciónNacional de Vialidad. Año 1967.

• Adaptación y Ampliación de las Normas de Diseño del Ing. F. Ruhle.D.N.V. Año 1980.

• Trazado y Diseño Geométrico de Caminos Rurales. Ing. Francisco

Sierra. Escuela de Graduados de Ingeniería de Caminos. Facultad deIngeniería. U.B.A.

• A Policy on Geometric Design of Highways and Streets. AASHTO 1994,

2001, 2004.• Roadside Design Guide. AASHTO 1989, 2002, 2004.• Instrucción de Carreteras. Norma 3.1-IC Trazado. Dirección General de

Carreteras. Ministerio de Fomento. España. Año 1996-2000.• Carreteras. J. Carciente. Edición 1980.• Carreteras Urbanas. Recomendaciones para su planeamiento y

proyecto. Dirección General de Carreteras. MOPT. España. Año 1992.• Ley 24449 - Tránsito y Seguridad Vial • Manual for Assessing Safety Hardware, de AASHTO, Año 2010 • Highway Safety Manual, AASHTO, Año 2010 • Manuales y Normas de Diseño de Chile (2002), Colombia (1999)

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