DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

GESTIÓN DE PROYECTOS VIALES

TEMARIO 5

DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

• La definición de Diseño Geométrico de Carreteras, se concibe como el proceso de

correlación entre sus elementos físicos y las características de operación de los

vehículos automotores, mediante el uso de las matemáticas, la física y la

geometría.

CAPACIDADES Y NIVELES DE SERVICIOSDE LAS CARRETERA

El Manual de Capacidades de Carreteras, señala las siguientes

condiciones de operación del Tránsito, que son satisfactorios

al nivel de servicios:

• Autopistas Especiales (Nivel de Servicio C)

• Carreteras Rurales de 4 o más carriles, sin Control en los

Accesos (Nivel D)

• Arterias Urbanas y Sub Urbanas (Nivel D)

• Carreteras de dos Carriles (Nivel D)

DISTANCIA DE VISIBILIDAD EN CARRETERAS

• Distancia de Visibilidad de Parada (DP): Es la distancia de visibilidad necesaria para que el conductor

de un vehículo pueda detenerse antes de llegar a un objeto fijo en su línea de circulación.

• Distancia de Visibilidad de Rebase (DR): Es la distancia que se necesita para que un vehículo pueda

adelantar a otro que circula en el mismo carril, sin peligro de interferir con un tercero.

ALINEAMIENTO HORIZONTAL

El alineamiento horizontal es la proyección del eje de un camino sobre un plano

horizontal. Está formado por una serie de rectas, las que se denotan con el nombre

de tangentes, unidas por curvas circulares y curvas de transición. En el diseño de

curvas horizontales deben considerarse dos casos:

• Tangente seguida por curva horizontal

• Alineamiento compuesto de tangente y curva horizontal y vertical.

FACTOR MÁXIMO DE FRICCIÓN LATERAL

• La AASHTO presenta factores de fricción lateral para tres tipos

de carretera, con variaciones entre 0.17 y 0.10 en función

inversa de la velocidad para tipo de carreteras rurales y

urbanas, con velocidades comprendidas entre 30 y 110 kph,

entre 0.30 y 0.16 para vías urbanas de baja velocidad, y de 30 a

70 kph, entre 0.33 y 0.15 para tramos de giro en intersecciones

a velocidades de 20 a 70 kph.

SOBRE ELEVACIÓN O PERALTE

• Es la pendiente que se le da a la corona hacia el centro de la curva para

contrarrestar parcialmente el efecto de la fuerza centrífuga de un

vehículo en las curvas del alineamiento horizontal.

Tasa de Sobre Elevación “e” en (%) Tipo de Area

10 Rural montañosa

8 Rural plana

6 Suburbana

4 Urbana

Factores de Sobre elevación para Diferentes Tipos de Areas

Fuente: Manual Centroamericano de Diseño de Carreteras. SIECA

TRANSICIÓN DE SOBRE ELEVACIÓN

• Cuando existe un cambio de una sección con bombeo en tangente a una sección

totalmente peraltada o sobre elevada, se necesita un tiempo apreciable para que

el automóvil recorra una cierta distancia llamada “longitud de transición”.

• La longitud mínima de transición puede calcularse de la misma manera que una

espiral de transición y numéricamente sus valores son iguales.

CURVAS CIRCULARES SIMPLES

• Para unir dos tangentes consecutivas se pueden usar curvas circulares, el diseño

de éstas debe satisfacer condiciones de seguridad, las cuales quedan

determinadas por sus características. Elementos importantes de las curvas

circulares simples:

Grado de Curvatura

Radio de la Curva

Externa

Deflexión a un punto cualquiera de la curva

Angulo Central

Longitud de Curva

Sub tangente

CURVAS CIRCULARES COMPUESTAS

• Dos curvas circulares consecutivas constituyen una curva compuesta si se

unen en un punto de tangencia, en el que ambas están al mismo lado de la

tangente común. Si las dos curvas son del mismo sentido, pero de

diferente radio, se le denomina “curva compuesta directa”; si son de

sentido contrario, “compuestas inversas”.

CURVAS ESPIRALES DE TRANSICIÓN

• Las curvas espirales de transición son curvas que proporcionan un cambio de

curvatura gradual desde un tramo recto a uno circular. Son curvas de adaptación

y son muy útiles para conseguir gradualmente el peralte del carril exterior en las

curvas.

• El grado de curva espiral, varía desde cero en el extremo de la tangente hasta el

grado del arco circular, en el extremo de la curva circular. Por definición, el

grado de curva en cualquier punto sobre la espiral, varía directamente con la

distancia medida a lo largo de la espiral.

AMPLIACIÓN DE CURVAS

• El pavimento sobre las curvas se amplía para

proporcionar condiciones en las curvas similares a

las de tangente, ya que cuando un vehículo entra

en una de ellas, ocupa mayor espacio porque sus

llantas traseras no siguen la misma trayectoria

que las llantas delanteras, debido a la rigidez del

vehículo y la relativa dificultad para manejar

sobre curvas.

DISTANCIA DE VISIBILIDAD EN CURVAS HORIZONTALES

• Los controles que se utilizan para un buen diseño apropiado son la Distancia de

Visibilidad y la Velocidad de diseño, deben ser estudiados y revisados para

conciliarlos con las condiciones del sitio, ya sea para recomendar cambios de

alineamiento o remoción de obstrucciones.

ALINEAMIENTO VERTICAL

• El alineamiento vertical de una carretera depende de la configuración

topográfica del terreno donde se localice la obra. Se compone de líneas

rectas y curvas en el plano vertical, identificándose las subidas o

pendientes con un signo positivo (+), y bajadas con signo negativo (-),

expresadas en porcentaje.

TANGENTES VERTICALES

• Las tangentes se caracterizan por su longitud y su pendiente y están

limitadas por dos curvas sucesivas. La longitud es la distancia medida

horizontalmente, entre el fin de la curva anterior y el principio de la

siguiente.

CURVAS VERTICALES PARABÓLICAS

• Las curvas parabólicas debido a sus cualidades, como sus curvas de

transición y su adaptabilidad al método de ordenadas, se utilizan

exclusivamente para curvas verticales que unen tangentes en pendiente

del perfil de carreteras. También se usan mucho al proyectar bombeos o

perfiles transversales de calzadas.

SECCIÓN TRANSVERSAL

Los elementos que la integran y definen son:

1. La sub-corona.

2. La corona

3. Los acotamientos

4. La calzada.

5. Las cunetas y contra-cunetas

6. Los taludes.

7. Las partes complementarias.