El Perfil Longitudinal

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El perfil Longitudinal• El alineamiento vertical de una vía consta de secciones rectas que suben y

bajan para vencer la topografía del terreno. Estas secciones rectas se conocen con el nombre de tangentes

• Las tangentes se unen mediante las llamadas curvas verticales

• Por consiguiente, el diseño del alineamiento vertical de una vía involucra la selección de pendientes adecuadas.

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El perfil LongitudinalTipos de Terreno

La topografía del área por la que atraviesa el camino, tiene un impactoimportante sobre el diseño del alineamiento de vías. El efecto es aunmas pronunciado en el alineamiento vertical que en el horizontal.

Terreno llano

Relativamente plano, y las distancias de visibilidad horizontales y verticales son generalmente largas o pueden ser obtenidas sin muchadificultad constructiva. Mínimo movimiento de tierras, por lo que no presenta dificultad en el trazado ni en la explanada de una vía.

Terrenoondulado

Tiene pendientes naturales que generalmente son ligeramente mayoreso menores que la pendiente de la vía, con ocasionales pendientes querestringen el alineamiento normal. Moderados movimientos de tierrasque permiten alineamientos más o menos rectos, sin mayoresdificultades en el trazado y explanación de una via.

Terrenomontañoso

Presenta repentinos cambios en la elevación del terreno en lasdirecciones longitudinales y transversales, requiriendo por supuestofrecuentes movimientos de tierra.

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El perfil Longitudinal

• La pendiente se define como la relación entre el desnivel y la distancia horizontal.

• Se expresa en porcentaje (2% indica que el terreno sube 2 metros en una distancia horizontal de 100 metros)

• Según el sentido creciente de las progresivas de un proyecto, se adopta la convención de signos siguientes:

1. Las pendientes que suben adoptan el signo positivo (+)2. Las pendientes que bajan adoptan el signo negativo (-)

• Las pendientes pronunciadas afectan el rendimiento de los vehículos, tanto pesados como livianos.

• A fin de limitar el efecto de las pendientes en la operación de los vehículos, debe seleccionarse sensatamente la pendiente máxima para cualquier vía.

Las Pendientes

x

d

i %100% ∗=

dxi

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El perfil LongitudinalCaracterísticas de operación de los vehículos en las pendientes

Veh. de pasajeros – hasta 4 a 5%, pueden facilmentenegociar sin tener una apreciable pérdida de velocidadpor debajo de la que normalmente mantienen en terrenoplano. Hasta 3%, muy poco efecto en las velocidades.

Camiones – El efecto de las pendientes es máspronunciado. Los camiones generalmente incrementan suvelocidad hasta un 5% en descenso y la disminuyen cercade un 7% o más en ascenso. En ascenso, la longitud de lapendiente, la inclinación y la relación peso/potencia de loscamiones afecta la máxima velocidad que un camiónpuede desarrollar en el tramo inclinado.

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Curvas de rendimiento en pendiente de un camión con relación peso/potencia de 120 kg/kW

Fuente: A policy on geometric design of highways and streets. AASHTO, 2001

1000 m

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El perfil LongitudinalPendientes de diseño

Pendientes máximas: Aproximadamente 5% para velocidades de diseño de 110 kph; 7-12% para 50 kph pero 7 a 8% son mejores. Las pendientes máximas no deben usarse con frecuencia. Para pendientes cortas, menos de 150 m, y vías de un solo sentido en el descenso, las pendientes máximas pueden incrementarse en 2% .

Pendientes mínimas: dependen de las condiciones de drenaje de la via. 0% puede usarse en pavimentos sin brocales con secciones transversales con bombeo apropiado para drenar el agua. Con brocales, debe proveerse una pendiente longitudinal para facilitar el flujo longitudinal del agua superficial. Se usa un mínimo de 0.5%. Puede reducirse a 0.3% para un pavimento de alta calidad construido sobre terreno firme (debido a que drena más rápido).

Según AASHTO:

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El perfil LongitudinalPendientes de diseño

Según normas venezolanas: las pendientes máximas recomendadas son las siguientes:

Terreno llano De 2% a 3%

Terreno ondulado De 3% a 7%

Terreno montañoso De 5% a 12%

Tabla 14.1 Pendientes máximas

El límite inferior de los rangos de pendiente anotados debe usarse preferentemente en autopistas y vías expresas. El límite superior debe usarse solamente en vías secundarias.En algunos casos, en vías locales de montana, se pueden usar pendientes más fuertes, hasta de 20%,. No obstante, se debe considerar que en vías secundarias con mucha pendiente, en muy corto tiempo, los costos de mantenimiento pueden superar cualquier ahorro logrado en el costo de construcción inicial.

Fuente: Normas venezolanas para carreteras, MTC 1997

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El perfil LongitudinalPendientes de diseño

Según normas venezolanas: las pendientes mínimas dependen de las facilidades del drenaje superficial. Se recomienda usar las siguientes:

En terrenos llanos, con carreteras en terraplén, sin cunetas o brocales laterales, la pendiente puede ser nula cuando la calzada tiene un bombeo adecuado. Sin embargo, cuando en este tipo de vía las curvas son peraltadas, la transición del peralte crea en la semicalzada exterior un punto de pendiente transversal nula, en el cual el agua no fluye. En dichos puntos, la pendiente longitudinal debe ser por lo menos de 0,25%, preferiblemente de 0,5%.

En sectores en trinchera, como las cunetas tienen la misma pendiente que la vía, la pendiente mínima debe ser 0,5% para que puedan escurrir bien las aguas por ellas. Cuando las cunetas son de tierra o con enrocado, la pendiente mínima debe estar entre 0,5% y 1%

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El perfil LongitudinalLongitud Crítica de la pendiente

La maxima longitud en la cual un camión cargado puedeoperar sin que ocurra una reducción drástica de la velocidad.

Se considera que una disminución de la velocidad de losvehículos de hasta 25 kph con respecto a la velocidad con laque dichos vehículos entran en la cuesta, es tolerada por losconductores de vehículos livianos.

Cuando el comienzo de la cuesta es precedida por otra menosinclinada, debe considerarse una reducción de velocidad iguala la diferencia entre 25 kph y la reducción de la velocidadcausada por la cuesta precedente.

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El perfil Longitudinal

Figura 14.1

Fuente: Normas para el proyecto de carreteras MTC 1997

Longitud Crítica de la pendiente