INFORME Nº4 TOPOGRAFIA - QUILLABAMBA Setiembre 2009

TOPOGRAFIA, TRAZO Y DISEÑO VIAL

1. GENERALIDADES

1.1 UBICACION

La carretera Ollantaytambo - Quillabamba, Tramo: Alfamayo – Chaullay - Quillabamba, según el clasificador de ruta del Sistema Nacional de Carreteras (SINAC) aprobado con Decreto Supremo Nº 034-2007-MTC del 27.09.07. pertenece a la Red Vial Nacional Ruta PE – 28B, con longitud aproximada de 55.44 Kilómetros, correspondiendo al sector: Alfamayo – Chaullay 37.12 Km. y al sector Chaullay – Quillabamba (Margen izquierda) 18.32 Km. Actualmente, ambos sectores presentan superficie de rodadura afirmada, siendo su ubicación política la siguiente:

Región: Cusco Departamento: Cusco Provincia: La Convención Distritos: Huayopata, Maranura y Santa Ana

Geográficamente la carretera une los centros poblados de Alfamayo, Amaybamba, Huiro, Santa Maria de Chaullay, Chaullay y Quillabamba, con las siguientes posiciones:

ALFAMAYO (Inicio del Estudio Km. 84+400)Latitud: 13° 34' 18” SLongitud: 72° 35’ 51” WCota: 2446 m.s.n.m.

AMAYBAMBA (Km. 102+200)Latitud: 13° 00’ 18'' SLongitud: 72° 30' 31'' WCota: 1761 m.s.n.m.

HUIRO (Km. 108+000)Latitud: 13° 11’ 24'' SLongitud: 72° 56' 47'' WCota: 1573 m.s.n.m.

SANTA MARIA DE CHAULLAY (Km. 119+350)Latitud: 13° 11’ 01'' SLongitud: 72° 55' 27'' WCota: 1188 m.s.n.m.

CHAULLAY (Km. 121+500)Latitud: 13° 00’ 24'' SLongitud: 72° 38' 47'' WCota: 1137 m.s.n.m.

QUILLABAMBA (Fin del Estudio Km.. 139+619.32)Latitud: 13° 37’ 00'' SLongitud: 71° 43' 00'' WCota: 1092 m.s.n.m.

1.2 OBJETIVO

Es objeto del presente estudio es la realización de todos los Levantamientos Topográficos necesarios así como el Diseño Geométrico de la vía; para la elaboración del Expediente Técnico para la Construcción y

Estudio Definitivo para la Construcción y Mejoramiento De la Carretera Cusco – Quillabamba,Tramo: Alfamayo – Chaullay - Quillabamba

Mejoramiento de la Carretera Ollantaytambo – Quillabamba, Tramo: Alfamayo – Chaullay – Quillabamba de 55.44 kilómetros de longitud.

2. ANTECEDENTES Y RECOPILACION DE INFORMACION EXISTENTE

En el marco del Contrato de Préstamo Nº 1150/OC-PE del Banco Interamericano de Desarrollo (BID), el El Ministerio de Transportes y Comunicaciones a través del Programa de Rehabilitación de Transportes – PRT del Proyecto Especial Rehabilitación Infraestructura de Transportes - PERT, encarga a la firma consultora Centro de Asesoramiento Empresarial Multidisciplinario CAEM, la ejecución del Estudio de Factibilidad y Evaluación Ambiental de la Carretera Cusco – Quillabamba, mediante el Contrato de Estudios Nº 036-2001-MTC/15.02.PRT-PERT de fecha 17 de mayo del 2001. Posteriormente a través de la Dirección Ejecutiva del PROVÍAS DESCENTRALIZADO, en el año 2006, bajo la modalidad de administración directa, actualiza el Estudio de Factibilidad antes mencionado.

Este Estudio de Factibilidad actualizado, es derivada al MEF entidad que mediante Informe Técnico Nº 213-2006-EF/68.01 de fecha 21-11-2006 y Oficio Nº 2324-2006-EF/68.01 de fecha 22-11-2006, otorga la Viabilidad al Proyecto Construcción y Mejoramiento de la Carretera Ollantaytambo – Quillabamba que es parte de la carretera Cusco – Quillabamba.

2.1 RECOPILACION DE ESTUDIOS EXISTENTES

Se ha revisado la información existente en los archivos de: PROVIAS NACIONAL, PROVIAS DESCENTRALIZADO, y otras instituciones, encontrándose la siguiente información:

Estudio de Factibilidad y Evaluación Ambiental de la Carretera Cusco – Quillabamba (Consultora CAEM 2001)

Actualización del Estudio de Factibilidad para la Construcción y Mejoramiento de la Carretera Ollantaytambo – Quillabamba (MTC-PROVIAS DESCENTRALIZADO 2006)

Informe Final de Obra Carretera Ollantaytambo – Quillabamba, Tramo: Carrizales - Alfamayo (Contratista JJC 2007)

2.2 RECOPILACION DE CARTOGRAFIA EXISTENTE

INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL (IGN)

Cartas Nacionales Digitalizadas en 3D Escala: 1/ 100 000

Quillabamba Hoja 26 - qMachupicchu Hoja 27 – q


Observación: Las cartas son la versión digitalizada; por el IGN en el 2004, con cartografía obtenida por métodos fotogramétricos en la década del 70 y actualizadas al año 1995. El intervalo de curvas es de 50 m.

Cartas Nacionales en cartulina Escala: 1/ 100 000Quillabamba Hoja 26 - qMachupicchu Hoja 27 - q

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE HUAYOPATAPlano de Catastro Urbano de Huayopata

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE MARANURAPlano de Catastro Rural

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE QUILLABAMBAPlano de Catastro Urbano de Quillabamba

2.3 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN TOPOGRÁFICA

Puntos Geodésicos

Existe información de puntos geodésicos indicados en la Carta Nacional correspondiente al elipsoide PSAD 56, pero son escasos y se encuentran muy distanciados por pertenecer al sistema de control terrestre de primer orden y por la antigüedad en la que fueron colocados muchos ya no existen físicamente.El IGN ha colocado nuevos puntos geodésicos con tecnología GPS, en todo el Perú y uno de estos el Punto Geodésico denominado “Cusco” referenciado al elipsoide WGS 84 se ha adquirido para la georeferenciación de nuestro trabajo con tecnología GPS.

Bench Mark

Los puntos de control vertical del Sistema Geodésico Nacional pertenecientes al IGN en la zona de trabajo, no han sido encontrados físicamente debido a su antigüedad que data de los años 1950 y 1960; y por haber sido destruidos por múltiples causas como el crecimiento de las zonas urbanas. Con el fin de dar continuidad a los trabajos topográficos con datos relacionados al sistema nacional de control vertical, se ha adoptado como BM de partida el BM Km 84+000 de cota 2458.300 msnm, perteneciente al tramo Tramo Alfamayo – Carrizales, recientemente intervenido.

3. DESCRIPCION DEL TRAZO

El trazo desarrollado se inicia en el Km 84+400 al final del tramo asfaltado Abra Málaga - Alfamayo y finaliza en el Km 139+619.316; los mismos que a continuación se describen en tres sub tramos:

3.1 SUB TRAMO ALFAMAYO (Km 84+400) – AMAYBAMBA ALTA (Km 101+400)

Este tramo tiene una longitud de 17 Km., se extiende desde Alfamayo (Km. 84+400) a una altura de 2446 msnm hasta Amaybamba Alta (Km. 101+400) a 1780msnm, la ruta está afirmada y transcurre por terrenos de topografía ondulada a accidentada.


El tramo se desarrolla a media ladera por una topografía accidentada y cruza la quebrada Alfamayo en el Km 84+660 en curva de radio 30 m. y una luz de 15 m, el puente proyectado atraviesa el pontón existente, por lo que se hace necesaria su demolición. Para mantener la transitabilidad durante la obra se hace necesario la construcción de un vado aguas arriba de la quebrada.

El trazo continua en forma sinuosa hasta el Km 85+435 donde cruza la quebrada Lucumayo con un pontón de 5 m en curva con radio de 53 m. El eje atraviesa el pontón existente, por lo que será necesaria su demolición, planteando mantener la transitabilidad durante la construcción mediante un vado o alcantarilla provisional aguas arriba de la quebrada.

El tramo sigue por terrenos de topografía ondulada hasta el Km 87+ 000, donde continúa con desarrollos en curva de vuelta de 25 metros de radio en los Km 87+000 y 87+580.

En el Km 88+600 se cruza un badén existente de longitud 28 m. denominado Valeria, el mismo que será demolido para su reemplazo con una nueva de longitud de 11.00 x 55.00 m ampliándose en forma longitudinal y transversal. De igual manera en el Km 89+520 se cruza el Badén Sandra de longitud 32.50 m, el mismo que será demolido para su remplazo con una nueva de longitud 11.00 x 55.00 m.

El trazo continua por topografía ondulada a accidentada, hasta el Km 90+890 donde cruza la quebrada Incatambo en tangente por la estructura existente, donde se ha proyectado un puente de luz 10 m; para mantener el transito es necesario la construcción de un vado aguas arriba de la quebrada.

En el Km 91+000 se atraviesa al Anexo de Incatambo hasta el Km 91+300, se continua por terreno ondulado, hasta el Km 93+370 donde cruza la quebrada Vanessa aguas abajo del badén existente con radio 160 m. en donde se ha proyectado una alcantarilla tipo marco de 3.50 x 3.50 m.

El trazo continua por terrenos de topografía accidentada a media ladera, en donde se ha ubicado el eje del proyecto al borde interior del talud de corte; con el fin de evitar la construcción de muros (Km 93+400 – Km 99+200).

En el Km 94+170 se cruza una quebrada con radio de 25 m donde se ha proyectado una alcantarilla TMC 48”, se sigue a media ladera por la vía actual hasta el Km 94+450 donde se cruza en curva con radio de 25 m la quebrada Suinayacu, proyectándose la construcción de un badén de longitud 9.50 x 35.00 m. En el Km 95+080 se cruza la quebrada Sarasarayoc en curva con radio de 80 metros, donde se ha proyectado la construcción de un badén de longitud 10.00 x 35.00 m.

El trazo continua por topografía ondulada a accidentada, hasta el Km 96+240 donde se atraviesa la Qda. Negrohuercuna en curva y contracurva de 25 m de radio; el diseño del eje se ha adecuado a la quebrada existente proyectándose la construcción de un badén de longitud 10.00 x 35.00 m. debido a la gran cantidad de material de arrastre que trae la quebrada en épocas de invierno, conforme a las recomendaciones de los Especialistas en Hidrología y Estructuras.

El trazo continua por terrenos de topografía ondulada, hasta la quebrada Salamanca Km 97+780, donde el eje se ha adecuado a la quebrada existente con radio de 25 m, proyectando la construcción de un badén de 11.00 x 35.00 m, debido a la gran cantidad de material de arrastre que trae la quebrada en épocas de invierno, conforme a las recomendaciones de los Especialistas en Hidrología y Estructuras.


A continuación en el Km 97+880 se atraviesa el poblado de Huamanmarca, encontrándose las ruinas del mismo nombre al lado derecho en la progresiva Km 98+100, el trazo se ha desarrollado en este sector sobre la plataforma existente, a fin no afectar los restos arqueológicos, el centro urbano termina en la progresiva Km 98+340.

En este sector se cruza la quebrada de Huamanmarca Km 98+650 por el pontón existente donde se ha proyectado un puente de 20 m. de luz; para mantener la transitabilidad será necesario la construcción de un vado con sus accesos respectivo en ambas márgenes.

El trazo continua por topografía ondulada hasta el Km 101+250, donde se cruza la quebrada Choquellohuanca con radio 25 metros, proyectándose la construcción de un badén de longitud 11.00 x 55.00 m.

Este sub tramo culmina en el Km 101+400, desarrollándose 176 curvas horizontales a razón de 10.3 curvas x Km. Durante el recorrido se cruzan 3 puentes, 01 pontón, 07 badenes y 01 alcantarilla tipo marco de 3.50 x 3.50 m.

Se ha determinado los siguientes sectores críticos por el Especialista de Geología, donde se ha propuesto la colocación de gaviones: Km 95+290 al Km 95+320; Km 100+800 al Km 100+840; y se ha considerado la construcción de un carril de ascenso de 3.30 m de ancho, entre los Km. 99+400 al Km 99+800, donde la pendiente del trazo es de 8%.

A fin de eliminar los muros proyectados en el trazo inicial por la imposibilidad de cimentar dichos muros, dada las condiciones inadecuadas que presenta el terreno de fundación; se ha modificado el diseño geométrico en algunos sectores. Así como cambiado el diseño en las quebradas, donde se ha proyectando la construcción de badenes considerando la gran cantidad de material de arrastre que traen. Conforme a las recomendaciones de los especialistas de nuestro consorcio y de la entidad.

Se plantearon las siguientes ecuaciones de empalme en este sub tramo:

Ecuación de Empalme Nº 1 Adelante: 84+600 = Atrás: 84+598.453; Acortamiento = 1.547 m.

Ecuación de Empalme Nº 2Adelante: 90+840 = Atrás: 90+845.030; Alargamiento = 5.030 m.


Ecuación de Empalme Nº 4Adelante: 99+200 = Atrás: 99+199.186; Acortamiento = 0.814 m.


3.2 SUB TRAMO AMAYBAMBA ALTA (Km 101+400) - CHAULLAY (Km 121+400)

Este sub tramo tiene una longitud de 20 Km., se extiende desde Amaybamba Alta (Km. 101+400) a una altura de 1780 msnm hasta Chaullay (Km. 121+400) a 1145 msnm, la vía


existente se encuentra afirmada y transcurre por terrenos de topografía ondulada a accidentada.

El tramo se inicia en el poblado de Amaybamba Alta que culmina en el Km 102+000, para continuar hacia el poblado de Amaybamba Baja que finaliza en el Km 102+700.

El trazo continua ingresando a la quebrada Amaybamba con radio 25 m en la progresiva Km 103+550, donde se ha proyectado la construcción de un puente en curva de luz 17 m. El puente proyectado se superpone sobre el pontón existente, por lo que será necesaria su demolición, planteando mantener la transitabilidad durante la construcción mediante un vado aguas arriba de la quebrada. Se continúa por topografía ondulada, hasta el Km 104+900, donde se inicia el poblado de Sicre y concluye en el Km 105+400. En el Km 105+020 cruza la quebrada del mismo nombre mediante un puente en curva de radio 40 m y de luz 15 m., En el Km 105+730 cruza la quebrada Ipal con curva excepcional de radio 25 m, donde se ha proyectado la construcción de un puente de luz 17 m.

El proyecto continua por topografía ondulada hasta el Km 107, donde la topografía cambia a accidentada antes de ingresar al distrito de Huiro Km 107+900, el trazo atraviesa la zona urbana en donde se adecua a las viviendas existentes (Km 107+900 – Km 108+200). Con la curva de acceso de radio 40 se afectado algunas viviendas entre los Km 108+ 200 al Km 108+300. El puente proyectado de luz 25 m atraviesa el existente (Tipo Bayli), donde se hace necesario su desmantelamiento. El diseño de la rasante se ha adecuado a las recomendación de los especialistas en Hidrología y Estructuras, a fin de garantizar el galibo necesario. Para mantener la transitabilidad se hace necesario la construcción de un vado aguas arriba de la quebrada.

El diseño del eje transcurre con curva de radio excepcional en la progresiva Km 108+480 de 25 m. la cual evita afectar una tubería de descarga de agua existente; continúa por topografía accidentada hasta el Km 109+000. En el Km 110+900, se ha mejorado una curva de radio actual 20 m a 30m; afectándose viviendas de material precario. El diseño del eje continua en forma sinuosa hasta la quebrada Chontamojo, en donde se ha proyectado un puente de luz 14.20 m que atraviesa el puente existente. Por lo que será necesaria su demolición, para su transitabilidad permanente será necesario la construcción de un vado aguas arriba de la quebrada.

Se sigue por topografía ondulada hasta el Km 113+580, donde se inicia el poblado de Huayopata Rodeo, el eje se mantiene centrado a las viviendas existentes, a fin de no afectarlas. En el Km 114+005 se cruza la quebrada Huayopata, proyectándose la construcción de un puente de luz 12 m sobre el puente existente. Por lo que será necesaria su demolición, para su transitabilidad permanente será necesario la construcción de un vado aguas arriba de la quebrada.

Se sigue con curva de volteo en el Km 114+450 con radio 20 m. en zona urbana, la misma que concluye en el Km 114+500. Se continúa por topografía ondulada hasta el Km 115+000, donde cambia a topografía accidentada hasta la quebrada Chullamayo Km 116+520, donde se cruza con radio de 25 m. proyectándose la construcción de un badén de luz 11.00 x 35.00 m.

En el km 116+900, comienza el poblado de Quintalpata y culmina en el Km 117+300; el trazo transcurre por topografía ondulada hasta el Km 119+00 donde inicia el poblado de Santa Maria, atravesando el casco urbano y concluye en el Km 119+840; el proyecto continúa por topografía ondulada, hasta el Km 121+400.

Este sub tramo culmina en el Km 121+400, desarrollándose 154 curvas horizontales a razón de 7.7 curvas x Km. Durante el recorrido se cruzan 6 puentes y 01 badén.


Se ha determinado los siguientes sectores críticos por el Especialista de Geología, donde se ha propuesto la colocación de gaviones: Km 107+070 al Km 107+140; y la construcción de un carril de ascenso de 3.30 m de ancho, entre los Km 114+700 al Km 115+000, donde la pendiente de la carretera es de 9%.

A fin de eliminar los muros proyectados en el trazo inicial se ha modificado el diseño geométrico en algunos sectores de igual manera se señalo en el sub tramo anterior. Y se plantearon las siguientes ecuaciones de empalme en este sub tramo:





Ecuación de Empalme Nº 10Adelante: 116+040 = Atrás: 116+039.477; Acortamiento = 0.523 m.


3.3 SUB TRAMO CHAULLAY (Km 121+400) – QUILLABAMBA (Km 139+619.316)

Este tramo tiene una longitud de 18.22 Km., se extiende desde Chaullay (Km. 121+400) a una altura de 1145 msnm hasta Quillabamba (Km. 139+619.316) a 1092 msnm, la vía se encuentra afirmada y transcurre por terrenos de topografía accidentada a muy accidentada.

El trazo planteado se desvía de la carretera actual, por el lado izquierdo desde el Km 121+400 para ingresar al Puente Chaullay existente, que se encuentra en buen estado, así mismo sus accesos correspondientes. Donde se adaptado al eje de la estructura existente hasta el Km 121+800. Para luego seguir por la margen derecha del rio Quillabamba a media ladera por topografía accidentada a muy accidentada, donde se ha mejorado el diseño del eje hacia el lado interior del talud de corte a fin de evitar la construcción de muros. En el Km 122+650 se inicia el poblado de Platanal y finaliza en el Km 123+260 sobre una topografía plana.

El trazo continua a media ladera atravesando el poblado de Derrumbe en el Km 124+720 se ha proyectado un badén de 35 m de longitud, la topografía es muy accidentada bajando con fuerte pendiente 9.5% en una longitud de 150 m. Se continúa por topografía accidentada a muy accidentada, hasta el Ingreso al badén Ayunay donde el eje se adecua al badén existente cruzándolo con radio excepcional de 25 m. El badén actual será remplazado por uno nuevo de 11.00 x 55.00 m. A partir de este punto se continúa a media ladera hasta el Km 129+430 por topografía accidentada, donde se inicia el poblado de Uchumayo y finaliza en el Km 129+850. En este sector se cruza una quebrada en el Km 129+700 con radio excepcional de 25 m, donde se ha planteado la construcción de una alcantarilla tipo marco de 3.50 x 3.50 m.


Se continua a media ladera por topografía accidentada a muy accidentada hasta el Km 135+020 donde se ha planteado una curva de radio excepcional de 25 m. de igual modo en las curvas de los Km 136+300, Km 136+530, Km 136+800 y Km 136+830. Donde el diseño geométrico se ha ubicado a pie de talud de corte a fin de mejorar los sobreanchos y evitar la construcción de muros. Se continua por topografía accidentada, con curvas de radio excepcional 25 m en los Km 138+870 y Km 139+200; el trazo concluye en el estribo derecho del Pontón Quillabamba al ingreso a dicha ciudad con progresiva Km 139+619.316.

Durante el desarrollo del trazo en este sub tramo, existen 185 curvas horizontales a razón de 10.2 curvas x Km. Durante el recorrido se cruza 01 puente, 01 badén y 01 alcantarilla tipo marco de 3.50 x 3.50m. A fin de eliminar los muros proyectados en el trazo inicial, se ha modificado el diseño geométrico en algunos sectores tal como en el caso anterior del sub tramos 1 y 2.

Se ha determinado los siguientes sectores críticos por el Especialista de Geología, donde se ha propuesto la colocación de gaviones: Km 127+120 al Km 107+160.

Se plantearon las siguientes ecuaciones de empalme en este sub tramo:


Ecuación de Empalme Nº 13Adelante: 139+360 = Atrás: 139+411.943, Alargamiento = 51.943 m.

Las que suman un alargamiento total de 222.739 m. Finalmente la longitud total del Tramo Alfamayo – Chaullay – Quillabamba, es de 55 442.055 m (55.44 Km).


Longitud Total del Tramo

Inicio Fin E. Empalme Sub TotalEje 1 84400.000 84598.453 198.453Eje 2 84600.000 90845.030 -1.547 6245.030Eje 3 90840.000 97919.512 5.030 7079.512Eje 4 97860.000 99199.186 59.512 1339.186Eje 5 99200.000 101435.249 -0.814 2235.249Eje 6 101400.000 107902.895 35.249 6502.895Eje 7 107900.000 109224.708 2.895 1324.708Eje 8 109200.000 110462.804 24.708 1262.804Eje 9 110460.000 112169.832 2.804 1709.832

Eje 10 112160.000 116039.477 9.832 3879.477Eje 11 116040.000 118288.222 -0.523 2248.222Eje 12 118280.000 129465.428 8.222 11185.428Eje 13 129440.000 139411.943 25.428 9971.943Eje 14 139360.000 139619.316 51.943 259.316

Total: 222.739 55442.055 m

4. EQUIPO, PERSONAL Y METODOGIA UTILIZADA

4.1 EQUIPO Y PERSONAL

El personal y la metodología utilizada, son los siguientes:

A.- EQUIPO

o (01) GPS Diferencial Marca TRIMBLE NAVIGATION 5700o (01) GPS Diferencial LEICA SYSTEM 300o (01) GPS Diferencial LEICA SR-530o (01) GPS Navegador GARMIN 76o (01) Estación Total TRIMBLE SERIES 3600 (3605R)o (01) Estación Total TRIMBLE SERIES 3600 (3603R)o (01) Nivel de Ingeniero GEOMASTER AM-28o (01) Nivel de Ingeniero TOPCON o (02) Eclímetros HOP de 7“o (01) Wincha Metálica de 30 m.o (01) Wincha de Lona de 50 m.o (04) Radios de Onda Corta WALKE TAKE MOTOROLAo (01) Larga vistas

o (02) Camioneta 4x4 – Marca GREAT WALL, Modelo SOCCOL

B.- PERSONAL DE CAMPO

o (01) Ingeniero Especialista en Topografía, Trazo y Diseño Vialo (01) Ingeniero Civil – Jefe de Brigadaso (02) Topografoso (02) Niveladoreso (02) Seccionistaso (12) Ayudantes de Topografíao (06) Ayudantes para labores de desbroce

4.2 METODOLOGÍA


La metodología empleada ha sido la de “Trazo Indirecto”, consistió en realizar levantamientos topográficos precisos apoyados en Poligonales abiertas paralelas a la carretera debidamente georeferenciadas. En una franja amplia de terreno. El trazo del eje se realiza en gabinete sobre los planos de topografía en modelos digitales productos del levantamiento.

El replanteo del Trazo y su monumentación, será realizada luego de la aprobación del Diseño Geométrico, apoyadas en las poligonales abiertas materializadas en la etapa de levantamiento topográfico.

Control HorizontalSe han colocado a lo largo de nuestro tramo una ruta de geodesia constituida por 8 puntos GPS, formando 4 bases equidistantes. Con el fin de dividir nuestro tramo en 3 poligonales abiertas consecutivas paralelas a la carretera con base de partida y base de llegada:

Poligonal 1BASE I : Punto “Alfamayo” y Punto “Alfamayo B”BASE II: Punto “Chalan” y Punto “Grifo B”

Poligonal 2BASE II: Punto “Chalán” y Punto “Grifo B”BASE III: Punto “Chaullay A” y Punto “Chaullay B”

Poligonal 3BASE III: Punto “Chaullay A” y Punto “Chaullay B”BASE IV: Punto “Quillabamba” y Punto “Cruz”

Las mismas que unas vez medidas han sido compensadas, para que desde sus vértices se realicen todos los levantamientos necesarios.A su vez se ha realizado el estacado con clavo de calamina sobre el eje y rotulado preliminar del eje cada 20 m. en tangente y 10 m. en curva, con fines de levantamiento y referenciación a los trabajos de los Especialistas.

Durante el levantamiento del Eje con Estación Total, se da coordenada a cada clavo y se toma la sección transversal en ese punto. En sectores con densa vegetación se esta apoyando los secciónamientos con el uso de un eclímetro.

Control VerticalSe ha realizado una nivelación geométrica cerrada (ida y vuelta) partiendo del BM Km 84+000, dejando BMs cada 500 metros según lo solicitado en los Términos de Referencia. Estos BMs se encuentran debidamente cimentados y rotulados. Y de los cuales se han referenciado todos los levantamientos.


5. DISEÑO VIAL

5.1 NORMAS DE DISEÑO

Para el desarrollo del diseño vial se utilizará las siguientes normas:

MANUAL DE DISEÑO GEOMETRICO DE CARRETERAS DG-2001; del 12 de marzo del 2001.

A Policy Geometric Design of Highways and Streets 2001, AASHTO, en forma supletoria y como material de consulta.

5.2 CLASIFICACIÓN DE LA VÍA SEGÚN SU FUNCION

Tomando como referencia lo previsto en el DG-2001 las carreteras se clasifican en la forma siguiente:

1.-La Red Vial Primaria (Sistema Nacional): Conformado por carreteras que unen las principales ciudades de la nación con puertos y fronteras.

2.-Red Vial Secundaria (Sistema Departamental): La constituyen la red vial circunscrita principalmente a la zona de un departamento, división política de la nación o en zonas de influencia económica; las constituyen las carreteras troncales departamentales.

3.-Red Vial Terciaria o Local (Sistema vecinal): Compuesta por: Caminos troncales vecinales que unen pequeñas poblaciones; caminos rurales alimentadores, uniendo aldeas y pequeños asentamientos poblaciones.

Debido a su ubicación geográfica y unir la ciudad del Cusco con la ciudad de Quillabamba capital de la provincia de la Convención; califica como: Red Vial Secundaria (Sistema Departamental). Sin embargo, de acuerdo a la Jerarquización del Sistema Nacional de Carreteras efectuada por el MTC esta carretera pertenece a la Red Vial Nacional, Ruta 28 B.

5.3 CLASIFICACIÓN DE LA VÍA DEACUERDO A LA DEMANDA

En este tipo de carreteras el índice medio diario (IMDa) es uno de los parámetros a tomar en cuenta para determinar la clase de la carretera:

1. Autopistas.- Con IMD > 4000 Veh/día y calzadas separadas, cada una con dos o mas carriles, con control total de los accesos (ingresos y salidas) que proporciona flujo vehicular completamente continuo.

2. Carreteras Duales o Multicarril.- Con IMD mayor de 4000 Veh/día, de calzadas separadas, cada una con dos carriles; con control parcial de accesos.


3. Carretera de 1ra. Clase.- Son aquellas con un IMD entre 4000-2001 Veh/día de una calzada de dos carriles.

4. Carretera de 2da. Clase.-Son aquellas con un IMD entre 2000-400 Veh/día de una calzada de dos carriles.

5. Carretera de 3ra. Clase.-Son aquellas con un IMD<400 Veh/día de una calzada.

6. Trochas Carrozables.- Es la categoría mas baja de camino transitable para vehículos automotores. Constituido con un mínimo de movimiento de tierras, que permite el paso de un solo vehículo.

A continuación, se presenta la proyección del estudio de tráfico realizado por nuestro Consorcio:

PROYECCION DE TRÁFICO

CARRETERA ALFAMAYO-QUILLABAMBA (Margen Izquierda) (Veh/día)Tramo Estación 2008 2013 2018 2023 2028

Chaullay-Quillabamba E 1 181 261 316 383 463

Alfamayo-Huayopata E 3 381 489 590 712 860

Huayopata-Chaullay E 4 434 544 658 797 965

Del cuadro adjunto se observa que los 3 sub tramos poseen proyecciones de tráfico mayores a 400 veh/dia; por lo cual de acuerdo a la demanda califica como: “Carretera de Segunda Clase”.

5.4 CLASIFICACIÓN SEGÚN CONDICIONES OROGRAFICAS

Las carreteras según condiciones orográficas se clasifican de la siguiente manera:

Carreteras Tipo I.-Permite a los vehículos pesados mantener aproximadamente la misma velocidad que la de vehículos ligeros. La inclinación transversal del terreno, normal al eje de la vía, es menor o igual al 10%.

Carreteras Tipo 2.-Es la combinación de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a reducir sus velocidades significativamente por debajo de las de los vehículos de pasajeros, sin ocasionar el que aquellos operen a velocidades sostenidas en rampa por un intervalo de tiempo largo. La inclinación transversal del terreno, normal al eje de la vía, varia entre 10 y 50%.

Carreteras Tipo 3.-Es la combinación de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a reducir a velocidad sostenida en rampa durante distancias considerables o a intervalos frecuentes. La inclinación transversal del terreno, normal al eje de la vía, varia entre 50 y 100%.

Carreteras Tipo 4.-Es la combinación de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a operar a menores velocidades sostenida en rampa que aquellas a las que operan en terreno montañoso, para distancias significativas o a intervalos muy frecuentes. La inclinación transversal del terreno, normal al eje de la vía, es mayor de 100%.


A continuación, mostramos la sectorización de la carretera según condiciones orográficas:

Nº SECTOR LONGITUD (Km) OROGRAFIA TIPO

184+400 88+320 3.92 4

288+320 90+000 1.68 3

390+000 98+000 8.06 4

498+000 100+600 2.60 3

5100+600 106+100 5.54 4

6106+100 108+100 2.00 3

7108+100 108+600 0.50 4

8108+600 110+600 2.03 3

9110+600 114+500 3.91 4

10114+500 116+300 1.80 3

11116+300 118+700 2.41 4

12118+700 121+800 3.10 3

13121+800 123+800 2.00 4

14123+800 125+800 2.00 2

15125+800 139+619 13.90 4

Sumatoria: 55.44

Se puede observar que las características orográficas de la carretera en aproximadamente toda la longitud de su recorrido está ubicada en orografía tipo 3 y 4; lo que nos muestra la dificultad topográfica con fines de la ampliación de la sección y mejora del alineamiento de la carretera actual.

5.5 VELOCIDAD DE DISEÑO


CLASIFICACIÓN SUPERIOR PRIMERA CLASE SEGUNDA CLASE TERCERA CLASE TRAFICO VEH/DIA (1) > 4000 4000 - 2001 2000-400 < 400 CARACTERÍSTICAS AP (2) MC DC DC DC OROGRAFÍA TIPO 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

VELOCIDAD DE DISEÑO: 30 KPH 40 KPH 50 KPH 60 KPH 70 KPH 80 KPH 90 KPH 100 KPH 110 KPH 120 KPH 130 KPH 140 KPH 150 KPH

AP : Autopista

MC : CarreteraMulticarril o Dual (dos calzadas) DC : Carretera De Dos Carriles Rango de Selección de Velocidad

NOTA 2: En caso de que una vía clasifique como carretera de la 1ra. Clase y a pesar de ello se desee diseñar una vía multicarril, las características de ésta se deberán adecuar al orden superior inmediato. Igualmente si es una vía dual y se desea diseñar una autopista, se deberán utilizar los requerimientos mínimos del orden superior inmediato. NOTA 1: En zona tipo 3 y/o 4, donde exista espacio suficiente y se justifique por

demanda la construcción de una autopista, puede realizarse con calzadas a diferente nivel asegurándose que ambas calzadas tengan las características de dicha clasificación.

NOTA 3: Los casos no contemplados en la presente clasificación, serán justificados de acuerdo con lo que disponga el MTC y sus características serán definidas por dicha entidad.

La velocidad directriz o de diseño es la escogida para el desarrollo del diseño vial, entendiéndose que será la máxima que se podrá mantener con seguridad en la carretera, cuando las circunstancias sean favorables para que prevalezcan las condiciones de diseño.

CLASIFICACIÓN DE LA RED VIAL PERUANA Y SU RELACIÓN CON LA VELOCIDAD DEL DISEÑO

FUENTE: Tabla 101.01 de las Normas de Diseño Geométrico DG - 2001 del MTC

Del cuadro anterior se resume lo siguiente:

La selección de la velocidad directriz depende de:

Categoría de la futura carretera Volúmenes de transito proyectados Configuración topográfica del terreno Usos de la tierra Homogeneidad a lo largo de la carretera


Disponibilidad de los recursos económicos Facilidades de Financiamiento

Por lo que las velocidades directrices de diseño normadas y propuestas son las siguientes:

Nº SECTOR LONGITUD (Km) IMD (Año 2028) OROGRAFIA

TIPO

VELOCIDAD (Km/h) DG-

2001

VELOCIDAD PROPUESTA(Km/h)

1 84+400 88+320 3.92 860 4 40 30

2 88+320 90+000 1.68 860 3 50 30

3 90+000 98+000 8.06 860 4 40 30

4 98+000 100+600 2.60 860 3 50 40

5 100+600 106+100 5.54 860 4 40 30

6 106+100 108+100 2.00 860 3 50 40

7 108+100 108+600 0.50 965 4 40 30

8 108+600 110+600 2.03 965 3 50 40

9 110+600 114+500 3.91 965 4 40 30

10 114+500 116+300 1.80 965 3 50 40

11 116+300 118+700 2.41 965 4 40 30

12 118+700 121+800 3.10 965 3 50 40

13 121+800 123+800 2.00 463 4 40 30

14 123+800 125+800 2.00 463 2 60 40

15 125+800 139+619 13.90 463 4 40 30

Se puede observar que las zonas críticas se alternan con las zonas moderadas, por tanto las velocidades de diseño propuesta también se alternan y se justifica en lo siguiente:

Desde el punto de vista de seguridad vial y tratándose de una carretera existente no es recomendable proponer mayor velocidad a la velocidad de operación actualmente existente.

Los sub tramos de topografía accidentada con sección de plataforma a media ladera de ancho de plataforma angosta y taludes superior e inferior subverticales, altos, e inestables denominados “Zonas Criticas”; no permiten mejorar el alineamiento y ancho de la carretera repercutiendo en las limitaciones de la velocidad de diseño.


La velocidad directriz condiciona todas las características geométricas de la vía, su definición se encuentra íntimamente ligada al costo de construcción de la carretera. Para una velocidad directriz alta, el diseño vial obliga, entre otros, al uso de mayores anchos de plataforma y mayores radios de giro en las curvas horizontales, lo que trae como consecuencia el incremento de los volúmenes de obra.

Se trata de lograr un diseño económico, considerando los parámetros técnicos y económicos previstos en el respectivo estudio de Factibilidad.

La alta cantidad de zonas urbanas y semi urbanas cada una con diferentes características urbanas, obligan a restringir la velocidad de diseño.

La velocidad directriz elegida, corresponde a la máxima velocidad que se podrá mantener con seguridad en cada sub tramo de la carretera.

5.6 VISIBILIDAD

La distancia de visibilidad es la longitud continua hacia delante del camino, que es visible al conductor del vehículo.

En diseño se consideran dos (02) distancias, la de visibilidad suficiente para detener el Vehículo “Distancia de Visibilidad de Parada”, y la necesaria para que un vehículo adelante a otro que viaje a velocidad inferior, en el mismo sentido, “Distancia de Visibilidad de Paso”.

Estas dos situaciones influencian el diseño de la carretera en campo abierto, considerando alineamiento recto y rasante de pendiente uniforme.

De acuerdo a las recomendaciones de la Norma DG – 2001, se realizo los ajustes al diseño de la carretera, de forma que se cumpla con los parámetros indicados en ele cuadro siguiente:

PORCENTAJE DE LA CARRETERA CON VISIBILIDAD ADECUADA PARA ADELANTAR

Condiciones Orográficas % Mínimo % Deseable

Llana 50 > 70Ondulada 33 > 50

Accidentada 25 > 35Muy accidentada 15 > 25


Estas condiciones establecidas no es posible cumplir al 100% por las condiciones orográficas de accidentada y muy accidentada del lugar geométrico de la carretera por lo que se ha previsto priorizar la distancia de visibilidad de parada dejando la consideración de la distancia de visibilidad de adelantar solo a los que permita la geometría actual y el diseño.

5.7 SECCIÓN TRANSVERSAL


CLASIFICACIÓN SUPERIO00R PRIMERA CLASE SEGUNDA CLASE TERCERA CLASE VEH/DIA (1) > 4000 4000 - 2001 2000-400 < 400

CARACTERÍSTICAS AP(2) MC DC DC DC OROGRAFÍA TIPO 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

VELOCIDAD DE DISEÑO: 30 KPH 6,00 6,00 40 KPH 6,60 6,60 6,60 6,00 50 KPH 7,00 7,00 6,60 6,60 6,60 6,60 60 KPH 7,20 7,20 7,00 7,00 7,20 7,20 7,00 7,00 7,00 7,00 6,60 6,60 6,60 6,60 70 KPH 7,20 7,20 7,20 7,20 7,00 7,00 7,20 7,20 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 80 KPH 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,00 7,00 7,00 90 KPH 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,00

100 KPH 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,00 110 KPH 7,30 7,30 7,30 120 KPH 7,30 7,30 7,30 130 KPH 7,30 140 KPH 7,30 150 KPH

La sección transversal de una carretera, es un corte vertical normal al alineamiento horizontal, el cual permite definir la disposición y dimensiones de los elementos que forman la carretera en el punto correspondiente a cada sección y su relación con el terreno natural.

Los elementos que integran y definen la sección transversal son: ancho de zona o derecho de vía, calzada ó superficie de rodadura, bermas, carriles, cunetas, taludes y elementos complementarios.

a) CALZADA:

De acuerdo a las recomendaciones de la Norma de DG – 2001 y en función a la clasificación de la carretera, tipo, IMDA y velocidad de diseño, se determina de acuerdo a la tabla siguiente:

ANCHO DE CALZADA DE DOS CARRILES

AP: Autopista NOTA 2: En caso de que una vía clasifique como carretera de 1ra. clase y a pesar de ello se desee diseñar una vía multicarril, las características de ésta se deberán adecuar al orden superior inmediato. Igualmente si es una vía Dual y se desea diseñar una autopista, se deberán utilizar los requerimientos mínimos del orden superior inmediato


MC: Carretera Multicarril o Dual (dos calzadas)

DC: Carretera De Dos Carriles

NOTA 1: En orografía tipo 3 y/o 4, donde exista espacio suficiente y se justifique por demanda la construcción de una autopista, puede realizarse con calzadas a diferente nivel asegurándose que ambas calzadas tengan las características de dicha clasificación

FUENTE: Tabla 304.01 de las Normas de Diseño Geométrico DG - 2001 del MTC Como se puede observar a pesar de calificar la carretera como de segunda clase, para las velocidades de diseño previstos (30 km/hr), en el cuadro anterior, no hay propuesta de ancho de calzada. Por tanto en concordancia a la Nota 3 se plantea un ancho de calzada de 6.00 m correspondiente a carreteras de tercera clase para las mismas condiciones orográficas

Por tanto, los anchos de calzada recomendados para el presente proyecto son los siguientes:


CLASIFICACIÓN SUPERIOR PRIMERA CLASE SEGUNDA CLASE TERCERA CLASE IMPORTANCIA (1) > 4000 4000 - 2001 2000-400 < 400

CARACTERÍSTICAS AP(2) MC DC DC DC OROGRAFÍA TIPO 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

VELOCIDAD DEDISEÑO: 30 KPH 0,50 0,50 40 KPH 1,20 0,90 0,90 0,50 50 KPH 1,20 1,20 1,20 1,20 0,90 0,90 0,90 60 KPH 1,80 1,80 1,50 1,50 1,50 1,50 1,20 1,20 1,50 1,50 1,20 1,20 0,90 0,90 70 KPH 1,80 1,80 1,80 1,80 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,20 1,50 1,50 1,50 1,20 1,20 80 KPH 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,50 1,50 1,50 1,20 90 KPH 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,50

100 KPH 2,00 2,00 2,00 2,00 1,80 1,80 1,50 110 KPH 2,00 2,00 2,00 2,00 120 KPH 2,50 2,50 2,00 130 KPH 2,50 140 KPH 2,50 150 KPH

Nº LONGITUD (Km) IMD (Año 2028) OROGRAFIA TIPOVELOCIDAD

PROPUESTA(Km/h)CALZADA (m)

184+400 88+320 3.92 860 4 30 6.00

288+320 90+000 1.68 860 3 30 6.00

390+000 98+000 8.06 860 4 30 6.00

498+000 100+600 2.60 860 3 40 6.60

5100+600 106+100 5.54 860 4 30 6.00

6106+100 108+100 2.00 860 3 40 6.60

7108+100 108+600 0.50 965 4 30 6.00

8108+600 110+600 2.03 965 3 40 6.60

9110+600 114+500 3.91 965 4 30 6.00

10114+500 116+300 1.80 965 3 40 6.60

11116+300 118+700 2.41 965 4 30 6.00

12118+700 121+800 3.10 965 3 40 6.60

13121+800 123+800 2.00 463 4 30 6.00

14123+800 125+800 2.00 463 2 40 6.60

15125+800 139+619 13.90 463 4 30 6.00

Sumatoria: 55.44 Km

SECTOR

b) BERMAS:

La Normas de Diseño Geométrico DG - 2001 recomienda los valores de los anchos de Bermas de acuerdo a la tabla siguiente:

ANCHO DE BERMAS


P: Autopista NOTA 2: En caso de que una vía clasifique como carretera de1ra. clase y a pesar de ello se desee diseñar una vía multicarril, las características de ésta se deberán adecuar al orden superior inmediato. Igualmente si es una vía de segundo orden y se desea diseñar una autopista, se deberán utilizar los requerimientos mínimos del orden superior inmediato.


MC: Carretera Multicarril o Dual (dos calzadas)

DC: Carretera De Dos Carriles NOTA 1: En orografía tipo 3 y/o 4, donde exista espacio suficiente y se justifique, por demanda, la construcción de una autopista, puede realizarse con calzadas a diferente nivel asegurándose que ambas calzadas tengan las características de dicha clasificación.FUENTE: Tabla 304.02 de las Normas de Diseño Geométrico DG - 2001 del MTC

En concordancia a laNota 3 de la tabla se propone una sección de berma de 0.50 m y 0.90m según el cuadro siguiente:

CUADRO DE BERMAS PROPUESTAS


Nº LONGITUD (Km) IMD (Año 2028) OROGRAFIA TIPOVELOCIDAD

PROPUESTA(Km/h)BERMA (m)

184+400 88+320 3.92 860 4 30 0.50

288+320 90+000 1.68 860 3 30 0.50

390+000 98+000 8.06 860 4 30 0.50

498+000 100+600 2.60 860 3 40 0.90

5100+600 106+100 5.54 860 4 30 0.50

6106+100 108+100 2.00 860 3 40 0.90

7108+100 108+600 0.50 965 4 30 0.50

8108+600 110+600 2.03 965 3 40 0.90

9110+600 114+500 3.91 965 4 30 0.50

10114+500 116+300 1.80 965 3 40 0.90

11116+300 118+700 2.41 965 4 30 0.50

12118+700 121+800 3.10 965 3 40 0.90

13121+800 123+800 2.00 463 4 30 0.50

14123+800 125+800 2.00 463 2 40 0.90

15125+800 139+619 13.90 463 4 30 0.50

Sumatoria: 55.44 Km

SECTOR

Debido a la sección restringida de las bermas, se proyectarán la construcción de plazoletas de estacionamiento por emergencia de 2.50 m x 25 m cada 1000 m. En caso de no ser posible cumplir con este condicionamiento, éstas se ubicarán en las sección adicional que se logre en la construcción de la plataforma.

La construcción de veredas en zonas urbanas tambien deben ser previstas a fin de segregar el tránsito vehicular de paso del tránsito vehicular urbano y principalmente con el transito peatonal.

a) BOMBEO:

En tramos rectos o en aquellos cuyo radio de curvatura permite el contra peralte de calzada, se tomó en cuenta una inclinación transversal mínima o bombeo, con el propósito de evacuar las aguas superficiales, pendiente que depende del tipo de superficie de rodadura y de los niveles de precipitación de la zona.

La Tabla siguiente, recomendada por la Norma DG - 2001 del MTC, especifica estos valores indicando en algunos casos un rango dentro del cual el valor deberá moverse, afinando su elección según los matices de la rugosidad de las superficies y de los climas imperantes.

BOMBEOS DE LA CALZADA

Tipo de SuperficieBombeo (%)

Precipitación: < 500 mm/año Precipitación:> 500 mm/añoPavimento Superior 2,0 2,5Tratamiento Superficial 2,5 (*) 2,5 – 3,0


V (Km/h) 30 40 50 60 70 80 90 > 100 R (m) 1000 1400 1800 2300 2800 3400 4100 5000

Afirmado 3,0 – 3,5 (*) 3,0 – 4,0


En nuestro caso y según el clima imperante en la zona, el valor adoptado es de 2.5 % por el tipo de superficie y los valores de precipitación de la zona identificados en el estudio de hidrología, este bombeo será hacia el exterior de la calzada a partir del eje de simetría de la calzada. En caso de corte cerrado a fin de optimizar la cantidad de obras y costos de obra se propone que el bombeo sea hacia la zona de la cuneta ubicado al pie de talud, de talud de mayor altura.

b) PERALTE:

Con el fin de contrarrestar la acción de la fuerza centrífuga, las curvas horizontales deben ser peraltadas; salvo en los límites fijados en la siguiente tabla:

VALORES DE RADIO POR ENCIMA DE LOS CUALES NO ESINDISPENSABLE PERALTE

Fuente: Tabla 304.08 de las Normas DG - 2001 del MTC

Los valores máximos del peralte, son controlados por algunos factores como: Condiciones climáticas, orografía, zona (rural ó urbana) y frecuencia de vehículos pesados de bajo movimiento, en general se utilizará, los valores recomendados por Manual de Diseño Geométrico DG – 2001, mostrados en la Tabla siguiente:

VALORES DE PERALTE MÁXIMO

Peralte Máximo (p)Absoluto Normal

Cruce de Areas Urbanas 6,0 % 4,0 %Zona rural (Tipo 1, 2 ó 3)* 8,0 % 6,0 %Zona rural (Tipo 3 ó 4) 12,0 % 8,0 %Zona rural con peligro de hielo 8,0 % 6,0 %

(*) El tipo corresponde a la clasificación vial según condiciones orográficasFuente: Tabla 304.04 de las Normas DG - 2001 del MTC

De acuerdo a esta tabla y características topográficas y ubicación de la vía, el peralte máximo será 8%.

c) TALUDES:

La inclinación y altura de los taludes tanto en corte como en terraplenes, variara a lo largo del proyecto según sea su calidad y según lo indicado en el Capitulo 6.0 Geología y Geotecnia de nuestro estudio.

d) CUNETAS:

Son zanjas abiertas en el terreno, con el fin de proteger la estructura del pavimento, que recogen y canalizan longitudinalmente las aguas superficiales y de infiltración para flujos no


permanentes. Sus dimensiones se dedujeron de los cálculos hidráulicos, indicados en el Capitulo de Hidrología, Hidráulica y Drenaje.

e) CARRIL DE ASCENSO:

Las rampas largas y de gran inclinación tiene un efecto muy desfavorable en la velocidad de los vehículos, sobre todo de los pesados.Además, las rasantes muy inclinadas, al ser recorridas en sentido descendente, pueden tener un efecto adverso sobre la seguridad pues, aparte de la velocidad, aumenta también la distancia necesaria para detenerse.Si bien la velocidad de los vehículos ligeros se ve poco afectada por rampas inferiores al 7%, la de los vehículos pesados se ve muy reducida apenas la inclinación rebasa el 3% y la rampa es larga. Como además suele coincidir con restricciones en la visibilidad, resulta difícil adelantar a los vehículos lentos, por la menor aceleración disponible en rampa y la velocidad de todo el tráfico está determinada por ellos. Por lo tanto, el nivel de servicio se ve perjudicado.

En trazados existentes, donde resulta difícil modificar la inclinación de la rasante sin desaprovechar la inversión inicial y manteniendo, además, la circulación, una solución asequible suele ser aumentar el número de carriles en la rampa, disponiendo carriles adicionales para la circulación lenta o, mejor aún, para la circulación rápida (que, además de ser la que pretende adelantar, es más ágil).

En nuestro proyecto se han considerado los siguientes carriles de ascenso:

Carril de Ascenso Nº 1Sector: Km 99+400 – Km 99+800Ancho: 3.30 m

Carril de Ascenso Nº 2Sector: Km 114+700 – Km 115+000Ancho: 3.30 m

5.8 DISEÑO GEOMÉTRICO EN PLANTA Y PERFIL

La carretera Alfamayo – Quillabamba, tramo: Alfamayo – Maranura – Quillabamba (margen izquierda); existente con anchos que varían de 4 a 6 metros, presenta tramos con lastrado mejorado con material granular de afirmado por los diversos trabajos de mantenimiento realizados periódicamente por los municipios de su jurisdicción. La antigüedad de esta plataforma es de aproximadamente 10 años tiempo que ha permitido su consolidación, además de los taludes.

Razón por la cual el diseño geométrico en planta como en perfil busca aprovechar al máximo la plataforma existente utilizándolo el actual perfil longitudinal como subrasante; además de evitar tocar en corte los taludes altos que de afectarlos provocaría nuevamente su inestabilidad; siendo una causa potencial para la interrupción del tránsito vehicular en la vía.

5.8.1 ALINEAMIENTO HORIZONTAL


Se establecerá un alineamiento horizontal que permita la operación ininterrumpida de los vehículos, conservando la misma velocidad directriz en la mayor longitud de carretera que sea posible.

En general, el relieve del terreno es el elemento de control del radio de las curvas horizontales y el de la velocidad directriz. Esta última, a su vez, controla la distancia de visibilidad.

El trazado en planta contempla la adecuada combinación de los siguientes elementos: recta y curva circular.

La definición del trazado en planta se refiere a un eje, sobre el eje de simetría de la calzada.

f) Consideraciones de Diseño

No son deseables dos curvas sucesivas en el mismo sentido cuando entre ellas existe un tramo en tangente. Preferiblemente, se sustituyeran por una curva extensa única bien estudiada o, por lo menos, la tangente intermedia por un arco circular, constituyendose entonces en una curva compuesta.

Las curvas sucesivas en sentidos opuestos, dotadas de curvas de transición deberán tener sus extremos coincidentes o separados por cortas extensiones en tangente.

Con todo, en el caso de curvas opuestas sin espiral, la extensión mínima de tangente intermedia deberá permitir la transición del peralte.

Deberá buscarse un alineamiento horizontal homogéneo, en el cual tangente y curvas se sucedan armónicamente.

Además, de lo señalado anteriormente debemos indicar que se ha tratado de cumplir con las consideraciones de diseño en la medida de lo posible; debido a lo agreste de la topografía y las zonas urbanas y semi urbanas por las que atraviesa la vía. Cabe agregar que en una primera tentativa de trazo se procuro diseñar utilizando curvas de transición, a pesar que la norma no lo exige para nuestro tipo de carretera; sin embargo las curvas sucesivas en la plataforma existente hace imposible su acomodo.

De las consideraciones de diseño arriba mencionadas la Norma Actual DG – 2001 en su Sección 402, sub sección 402.02 párrafo 9, acota lo siguiente:

“Aunque sea deseable, se reconoce que, en diversos casos, no será posible aplicar muchos criterios arriba descritos (Consideraciones de Diseño), como, por ejemplo, cuando sea necesario ajustar el trazado de elementos rectilíneos del paisaje,…o aprovechar trazados ya existentes. (SIC) ”

g) Tramos en tangente

Las longitudes minimas adminisbles y maxima deseable, en funcion de la velocidad de proyecto, se dan en la tabla siguiente:

LONGITUD DE TRAMOS EN TANGENTE


Vd(Km/h)

L min.s(m)

L min. o(m)

L max(m)

30 42 84 50040 56 111 66850 69 139 835

Fuente: Tabla 402.01 de las Normas DG - 2001 del MTCL mín s: Longitud de alineamiento en SLmax: Longitud de curvatura en el mismo sentido

h) Curvas Circulares

A continuación se muestra el cuadro con radios mínimos a aplicar en nuestra carretera.

RADIOS MÍNIMOS Y PERALTES MÁXIMOS PARA DISEÑO DE CARRETERAS

Ubicación de la Vía Velocidad de Diseño (Kph) Þ máx% Radio Mínimo (m)

Área Rural(Tipo 1,2 ó 3)

30 8,00 3040 8,00 5050 8,00 85

Área Rural(Tipo 3 ó 4)

30 12,00 2540 12,00 4550 12,00 70

Fuente: Tabla 402.02 de las Normas DG – 2001 del MTC

Radios Mínimos Extraordinario empleados en el diseño:

Durante el desarrollo del diseño se han empleado los siguientes radios de valores exepcionales , tanto en curvas de volteo como en quebradas. Los motivos en su mayoria quebradas demasiado cerradas con radios actuales de 15 a 20 m mejorandose hasta alcanzar valores de 25.00 m.


CUADRO DE ELEMENTOS DE CURVA EXEPCIONALESNº PI SENT. DELTA RADIO L.C. P.I. P% SA Observacion

28 I 165º49'30" 25.000 72.355 87 + 144.307 8 2.80 Curva de Vuelta32-CC D 192º42'30" 25.000 84.085 87 + 534.706 8 2.80 Curva de Vuelta

33 I 118º45'40" 25.000 51.819 87 + 702.827 8 2.80 Quebrada cerrada98 I 111º10'30" 25.000 48.509 94 + 174.732 8 2.80 Quebrada cerrada99 D 67º19'40" 28.000 32.903 94 + 225.569 8 2.60 Talud empinado

100 D 61º44'40" 25.000 26.941 94 + 345.924 8 2.80 Talud empinado101 I 158º44'50" 25.000 69.267 94 + 545.141 8 2.80 Quebrada cerrada124 D 43º57'50" 25.000 19.183 96 + 195.255 8 2.80 Quebrada cerrada125 I 119º42'20" 25.000 52.231 96 + 253.761 8 2.80 Quebrada cerrada142 I 156º46'00" 25.000 68.402 97 + 866.583 8 2.80 Quebrada cerrada150 I 124º43'20" 25.000 54.420 98 + 631.660 8 2.80 Quebrada cerrada166 I 79º10'30" 29.000 40.074 100 + 660.623 8 2.50 Talud empinado174 I 148º50'30" 25.000 64.944 101 + 310.555 8 2.80 Quebrada cerrada175 D 41º11'10" 30.000 21.565 101 + 328.247 8 2.40 Talud empinado187 I 154º22'40" 25.000 67.360 103 + 641.713 8 2.80 Quebrada cerrada205 I 145º47'20" 25.000 63.612 105 + 771.128 8 2.80 Quebrada cerrada234 D 135º44'20" 25.000 59.227 108 + 511.017 8 2.80 Talud empinado272 I 110º14'50" 20.000 38.484 112 + 484.749 8 3.50 Curva de Vuelta

285-CC I 188º38'49" 27.000 88.898 113 + 976.335 8 2.60 Quebrada cerrada289-CC I 189º25'39" 20.000 66.123 114 + 415.212 8 3.50 Curva de Vuelta303-CC I 197º35'39" 25.000 86.217 116 + 472.305 8 2.80 Quebrada cerrada

377 D 96º40'00" 25.000 42.179 126 + 617.099 8 2.80 Quebrada cerrada408 D 177º40'10" 25.000 77.523 130 + 883.054 8 2.80 Quebrada cerrada466 D 124º35'30" 25.000 54.363 135 + 046.581 8 2.80 Quebrada cerrada477 D 147º40'40" 25.000 64.437 136 + 348.460 8 2.80 Quebrada cerrada479 D 133º39'40" 25.000 58.321 136 + 558.653 8 2.80 Quebrada cerrada482 I 46º21'20" 29.000 23.463 136 + 795.546 8 2.50 Quebrada cerrada483 D 121º57'00" 25.000 53.211 136 + 851.828 8 2.80 Quebrada cerrada504 D 99º26'20" 25.000 43.388 138 + 877.214 8 2.80 Quebrada cerrada511 D 70º53'10" 25.000 30.930 139 + 189.943 8 2.80 Quebrada cerrada

i) Sobreancho

Las secciones en curva horizontal, deberán ser provistas del sobreancho necesario para compensar el mayor espacio requerido por los vehículos., de acuerdo a la formula siguiente:

Sa= n(R-√(R2-L2))+V/10√R

Sa = Sobreancho (m)B = Velocidad (Km /hr)R = Radio de curva circular (m)N = Numero de carriles L = Distancia entre Eje Posterior y Parte Frontal (m)

El Vehículo de diseño considerado en el diseño, ha sido el C2, cuyo valor de L= 7.30 m.

Indicados en la DG-2001 de la siguiente manera:

VALORES DEL SOBREANCHO

V=30 KPH V=40 KPH V=50KPHCalculo Redondeado Calculo Redondeado Calculo Redondeado

R (m) (m) (m) (m) (m) (m)25 2.78 2.80 (*)28 2.50 2.50 (*)30 2.35 2.40 (*)


35 2.05 2.10 (*)37 1.95 2.00 (*)40 1.82 1.90 (*)45 1.64 1.70 1.79 1.8050 1.50 1.50 1.64 1.7055 1.38 1.40 1.51 1.5060 1.28 1.30 1.41 1.4070 1.12 1.20 1.24 1.3080 1.00 1.00 1.11 1.10 1.36 1.4090 0.91 0.90 1.01 1.00 1.23 1.20100 0.83 0.90 0.93 0.90 1.12 1.10120 0.72 0.80 0.81 0.80 1.03 1.00130 0.67 0.70 0.76 0.80 0.90 0.90150 0.60 0.60 0.68 0.70 0.85 0.90200 0.48 0.50 0.55 0.60 0.76 0.80250 0.40 0.40 0.47 0.50 0.62 0.60300 0.35 0.40 0.41 0.40 0.53 0.50350 0.31 0.30 0.37 0.40 0.47 0.50400 0.28 0.30 0.33 0.40 0.42 0.40450 0.31 0.30 0.38 0.40500 0.35 0.40


5.8.2 DISEÑO GEOMETRICO DEL PERFIL LONGITUDINAL

El perfil longitudinal está controlado principalmente por:

Categoría del Camino Velocidad de Diseño Topografía Alineamiento Horizontal Distancias de Visibilidad Seguridad Drenaje Costos de Construcción Valores Estéticos

Para fines de proyecto, el sentido de las pendientes se definirá según el avance del kilometraje, siendo positivas aquellas que implican un aumento de cota y negativas las que producen una pérdida de cota.

Se realizará el adecuado diseño de las curvas verticales entre dos pendientes sucesivas de forma de lograr una transición paulatina entre pendientes de distinta magnitud y/o sentido, eliminando el quiebre de la rasante, y asegurándose de tener las distancias de visibilidad requeridas por el proyecto.

Para definir el perfil longitudinal se considerará prioritario las características funcionales de seguridad y comodidad, que se derivan de la visibilidad disponible y de una variación continua y gradual de los parámetros de diseño.

a)Consideraciones de Diseño


Para la definición del perfil se adoptará los siguientes criterios:

Posición del Perfil respecto a la planta:

El eje que define el perfil, coincide con el eje físico de la calzada (marca vial de separación de sentidos de circulación.

La Rasante en relación a la Orografía:

En terreno ondulado, por razones de economía, la rasante sigue las inflexiones del terreno, sin perder de vista las limitaciones impuestas por la estética, visibilidad y seguridad.

En terreno montañoso, la sección es llevada generalmente en corte, evitando los tramos en contra pendiente, cuando se vence desniveles considerables, ya que ello conduciría a un alargamiento innecesario.

En terreno escarpado, el perfil esta condicionado por la divisoria de aguas.

Resulta desde todo punto de vista deseable lograr una rasante compuesta por pendientes moderadas, que presenta variaciones graduales de los alineamientos, compatibles con la categoría de la carretera y la topografía del terreno.

Se evitara en lo posible las rasantes de lomo quebrado (dos curvas verticales de mismo sentido, unidas por una alineación corta).

b) Curvas Verticales

Necesidad de Curvas verticales

Los tramos consecutivos de rasante, serán enlazados con curvas verticales parabólicas cuando la diferencia algebraica de sus pendientes sea de 1 %, para carreteras de tipo superior como es nuestro caso.

Proyecto de Curvas Verticales

Las curvas verticales serán proyectadas de modo que, permitan cuando menos, la distancia de visibilidad mínima de parada según lo indicado en los tópicos 402.10 y Tabla 205.02 de las Normas DG-2001.

Además, de cumplir con una longitud mínima por valores estéticos de:

L > V

Siendo:L: longitud de curva (m)V: Velocidad Directriz (Kph)

c) Pendientes

Pendientes Mínimas


CLASIFICACIÓN SUPERIOR PRIMERA CLASE SEGUNDA CLASE TERCERA CLASE TRAFICO VEH/DIA (1) > 4000 4000 - 2001 2000-400 < 400 CARACTERÍSTICAS AP (2) MC DC DC DC OROGRAFÍA TIPO 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

VELOCIDAD DE DISEÑO: 30 KPH 10,00 12,00 40 KPH 9,00 8,00 9,00 10,00 50 KPH 7,00 7,00 8,00 9,00 8,00 8,00 60 KPH 6,00 6,00 7,00 7,00 6,00 6,00 7,00 7,00 6,00 7,00 8,00 9,00 8,00 8,00 70 KPH 5,00 5,00 6,00 6,00 6,00 7,00 6,00 6,00 7,00 7,00 6,00 7,00 7,00 7,00 80 KPH 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 7,00 90 KPH 4,50 5,00 5,00 5,00 5,00 6,00 5,00 5,00 6,00

100 KPH 4,50 4,50 4,50 5,00 5,00 6,00 5,00 6,00

110 KPH 4,00 4,00 4,00 120 KPH 4,00 4,00 4,00 130 KPH 3,50 140 KPH 3,50 150 KPH

En los tramos en corte generalmente se evitara el empleo de pendientes menores de 0,5%. Se usará rasantes horizontales en los casos en que las cunetas adyacentes han sido dotadas de la pendiente necesaria para garantizar el drenaje y la calzada cuente con un bombeo superior a 2%.

Pendientes MáximasSe considerara los límites máximos de pendiente indicados en la tabla siguiente, sugeridos en las Normas DG – 2001.

PENDIENTES MÁXIMAS (%)


AP : AutopistaMC : Carretera Multicarril o DualDC : Carretera De Dos Carriles

NOTA 1: En orografía tipo 3 y/o 4, donde exista espacio suficiente y se justifique la construcción de una autopista, puede realizarse con calzadas a diferente nivel asegurándose que ambas calzadas tengan las características de dicha clasificación.

NOTA 2: En caso de que una vía clasifique como carretera de 1ra. clase y a pesar de ello se desee diseñar una vía multicarril, las características de ésta se deberán adecuar al orden superior inmediato. Igualmente si es una vía de segundo orden y se desea diseñar una autopista, se deberán utilizar los requerimientos mínimos del orden superior inmediato.


NOTA 4: En los casos de pendientes elevadas, verificar la capacidad de la vía y necesidad de carril de ascenso.


Pendientes Máximas Absolutas

Se ha establecido los límites máximos normales de longitud de pendiente, teniendo en cuenta la seguridad de la circulación de los vehículos más pesados, en las condiciones más desfavorables de pavimento en la medida de lo posible. Quedando los siguiente tramos con pendiente máximos extraordinarios.

Se considerara como pendiente máxima absoluta, el valor de la pendiente máxima y se incremento hasta en 1%, en los casos excepcionales, tal como lo recomienda la Norma DG - 2001.

5.8.3 COORDINACION ENTRE ALINEAMIENTO HORIZONTAL Y PERFIL LONGITUDINAL

La consideración independiente de los trazados en planta y perfil, cómoda desde el punto de vista de diseño, puede dar lugar a problemas en la perspectiva dinámica apreciada por el conductor que recorre la carretera. Se coordinará entre el trazado en planta y el perfil longitudinal, con objeto de obtener un conjunto que proporciona al conductor un recorrido fácil y agradable, exento de sorpresas y desorientaciones.

5.9 PARAMETROS DE DISEÑO PROPUESTOS


SECCION TIPO LONGITUD (Km) OROGRAFIA TIPOCATEGORIA PROPUESTA

VELOCIDAD PROPUESTA(Km/h)

A 84+400 98+000 13.66 4 Tercera 30

B 98+000 100+600 2.60 3 Segunda 40

A 100+600 106+100 5.54 4 Tercera 30

B 106+100 108+100 2.00 3 Segunda 40

A 108+100 108+600 0.50 4 Tercera 30

B 108+600 110+600 2.03 3 Segunda 40

A 110+600 114+500 3.91 4 Tercera 30

B 114+500 116+300 1.80 3 Segunda 40

A 116+300 118+700 2.41 4 Tercera 30

B 118+700 121+800 3.10 3 Segunda 40

A 121+800 123+800 2.00 4 Tercera 30

B 123+800 125+800 2.00 2 Segunda 40

A 125+800 139+619 13.90 4 Tercera 30

Sumatoria: 55.44

SECTOR

SECTORIZACION CARRETERA CUSCO - QUILLABAMBA; TRAMO: ALFAMAYO - CHAULLAY - QUILLABAMBA

PARAMETROS DE DISEÑO

N° PARÁMETRO UNIDAD SECCION TIPO A SECCION TIPO B

1 Categoria de la Vía TERCERA CLASE SEGUNDA CLASE

2 Características Carreteras de dos carriles (DC)

Carreteras de dos carriles (DC)

3 Vehículo Tipo de Diseño C2 C24 Tipo de Pavimento Carpeta Asfaltica Carpeta Asfaltica5 Orografia Tipo 4 2-36 Velocidad Directriz de Diseño Km/h 30 407 Ancho de superficie de calzada m 6.00 6.608 Ancho de berma a cada lado m 0.50 0.909 Ancho de plataforma m 7.00 8.40


10 Radio mínimo m 30 5011 Radio mínimo excepcional m 25 4512 Radio mínimo de curva de vuelta m 20 2013 Pendiente longitudinal máxima normal % 8 814 Pendiente longitudinal exepcional % 9 915 Longitud mínima de curva vertical m 40 8016 Bombeo de la calzada y bermas % 2.5 2.517 Peralte Máximo % 8 818 Sobre Ancho Máximo m 2.80 2.8019 Cunetas Triangulares Revestidas 1.00 x 0.50 1.00 x 0.5020 Cunetas Rectangulares Revestidas 0.50 x 0.50 0.50 x 0.5021 Talud de relleno 1.5H:1V 1.5H:1V22 Talud de corte * *

(*) Talud de corte de acuerdo a la recomendación geotécnica.

5.10 SECCIONES TIPO

Con los parámetros de diseño antes expuestos, y con el espesor de pavimento se ha obtenido las siguientes secciones típicas (Ver Laminas 006-08-STP-A, 006-08-STP-B).


INFORME Nº4 TOPOGRAFIA - QUILLABAMBA Setiembre 2009

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