Universidad Politcnica SalesianaCAMPUS SURrea de ciencia y tecnologaIngeniera Civiltrazado

Tema: DISEO y trazado de 1 km de va Nombre: Reinoso Silvana Curso: segundo G2TUTOR: ING. RAL MARTNEZ Fecha: 18 de enero de 2014periodo: 43Quito Ecuador

NDICE

1. Etapa de diseo.....32. Factores geomtricos....53. TPDA84. Laterales105. Lnea cero y recomendaciones..136. Alineamiento horizontal157. Alineamiento vertical218. Proyecto horizontal (Ejemplo)269. Proyecto vertical (Ejemplo).2910. Movimiento de tierra..3111. Trazado de la va3212. Bibliografa.

1. ETAPAS DE DISEOElDiseo geomtrico de carreterases la tcnica deingeniera civilque consiste en situar el trazado de una carretera o calle en el terreno. Los condicionantes para situar una carretera sobre la superficie son muchos, entre ellos la topografa del terreno, lageologa, elmedio ambiente, la hidrologao factores sociales y urbansticos.1El primer paso para el trazado de una carretera es un estudio de viabilidad2que determine el corredor donde podra situarse el trazado de la va. Generalmente se estudian varios corredores y se estima cul puede ser el coste ambiental, econmico o social de la construccin de la carretera. Una vez elegido un corredor se determina el trazado exacto, minimizando el coste y estimando en el proyecto de construccin el coste total, especialmente el que supondr el volumen de tierra desplazado y el firme necesario.El diseo de una carretera responde a una necesidad justificada social y econmicamente. Ambos conceptos se correlacionan para establecer las caractersticas tcnicas y fsicas que debe tener la carretera que se proyecta para que los resultados buscados sean ptimos, en una solucin tcnica y econmica en beneficio de la comunidad que requiere del servicio, normalmente en situacin de limitaciones muy estrechas de recursos locales y nacionales.PARMETROS BSICOS PARA EL DISEOPara alcanzar el objetivo buscado, deben evaluarse y seleccionarse los siguientes parmetros que definirn las caractersticas del proyecto. Segn se explica a continuacin en el siguiente orden:

(1) La velocidad de diseo en relacin al costo de la carretera.(2) La seccin transversal de diseo.(3) El tipo de superficie de rodadura.

(1) La velocidad de diseo en relacin al costo de la carretera

La velocidad de diseo es muy importante para establecer las caractersticas del trazado en planta, elevacin y seccin transversal de la carretera.

Definida la velocidad del diseo para la circulacin del trnsito automotor, se proceder al diseo del eje de la carretera, siguiendo el trazado en planta compuesto por tramos rectos (en tangente) y por tramos de curvas circulares y espirales. Y similarmente del trazado vertical con tramos en pendiente rectas y con pendientes curvilneas, normalmente parablicas.

La velocidad de diseo est igualmente relacionada con el ancho de los carriles de circulacin y, por ende, con la seccin transversal por adoptarse.

La velocidad de diseo es la que establecer las exigencias de distancias de visibilidad en la circulacin y, consecuentemente, de la seguridad de los usuarios de la carretera a lo largo del trazado.

Definicin de la velocidad de diseo

La seleccin de la velocidad de diseo ser una consecuencia de un anlisis tcnico- econmico de

alternativas de trazado que debern tener en cuenta la orografa del territorio. En territorios planos el trazado puede aceptar altas velocidades a bajo costo de construccin, pero en territorios muy accidentados ser muy costoso mantener una velocidad alta de diseo, porque habra que realizar obras muy costosas para mantener un trazo seguro. Ello solo podra justificarse si los volmenes de la demanda de trnsito fueran muy altos.

En el particular caso de este manual destinado al diseo de carreteras pavimentadas de bajo volumen del trnsito, es natural, en consecuencia, que el diseo se adapte en lo posible a las inflexiones del territorio y particularmente la velocidad de diseo deber ser bastante baja cuando se trate de sectores o tramos de orografa ms accidentada.

Velocidad de circulacin

La velocidad de circulacin corresponder a la norma que se dicte para sealizar la carretera y limitar la velocidad mxima que deber indicarse mediante la sealizacin correspondiente. Es recomendable que en lo posible, la velocidad sealizada sea algo menor que la velocidad de diseo de la carretera.

(2) LA SECCIN TRANSVERSAL DE DISEO

Este acpite se refiere a la seleccin de las dimensiones que debe tener la seccin transversal de la carretera en las secciones rectas (tangente) y los diversos tramos a lo largo de la carretera proyectada.

Para dimensionar la seccin transversal, se tendr en cuenta que las carreteras pavimentadas de bajo volumen de trnsito, solo requerirn una calzada de circulacin vehicular con dos carriles, uno para cada sentido.

El ancho de la carretera, en la parte superior de la plataforma o corona, podr contener adems de la calzada, un espacio lateral a cada lado para bermas y para la ubicacin de guardavas, muros o muretes de seguridad, seales y cunetas de drenaje.La seccin transversal resultante ser ms amplia en los territorios planos en concordancia con la mayor velocidad del diseo. En territorios ondulados y accidentados, tendr que restringirse lo mximo posible para evitar los altos costos de construccin, particularmente en los trazados a lo largo de caones flanqueados por farallones de roca o de taludes inestables, en cuyo caso se admitirn excepcionalmente vas de un solo carril, de 4.00 m. de ancho de calzada mnimo, con las zonas de sobrepaso de acuerdo a la visibilidad (plazoletas de cruce), e implementados con los elementos de seguridad necesarios que hayan sido identificados con los estudios de seguridad vial (Auditorias de seguridad vial en todas las etapas del Proyecto).

(3) TIPOS DE SUPERFICIE DE RODADURA

Este manual para el diseo de carreteras pavimentadas de bajo volumen de trnsito considera que bsicamente se utilizarn los tipos de pavimentos siguientes:

Carreteras con pavimentos flexibles. Carreteras con pavimentos rgidos.

La metodologa de diseo de pavimento flexible est desarrollada en el Captulo 5 de este manual.Es importante indicar que los criterios para seleccionar la superficie de rodadura en una carretera, establecen que a mayor trnsito pesado, medido en ejes equivalentes destructivos se har ms viable la pavimentacin. Tambin es importante establecer que la presin de las llantas de los vehculos, deben mantenerse bajo las 80 libras por pulg2 (psi) de presin para evitar la aceleracin del deterioro del pavimento.

2. FACTORES GEOMTRICOSLos elementos que definen la geometra de la carretera son:

a) La velocidad de diseo seleccionada.b) La distancia de visibilidades necesarias.c) La estabilidad de la plataforma de la carretera, de las superficies de rodadura, de los puentes, de las obras de arte y de los taludesd) La preservacin del medio ambientee) Vehculo de diseo

En la aplicacin de los requerimientos geomtricos que imponen los elementos mencionados, se tiene como resultante el diseo final de un proyecto de carretera o carretera estable y protegida contra las inclemencias del clima y del trnsito.

Para este efecto, este manual incluye la manera en que debe resolverse los aspectos de: diseo de la plataforma de la carretera; estabilidad de la carretera y de los taludes inestables; preservacin del ambiente, seguridad vial, y diseo propiamente, incluyendo los estudios bsicos necesarios, tales como: topografa, geologa, suelos, canteras e hidrologa, que permiten dar un sustento al proyecto.

Para el buen diseo de carreteras pavimentadas de bajo volumen de trnsito se consideran claves las siguientes prcticas:

Limitar al mnimo indispensable el ancho de la carretera para restringir el rea alterada. Evitar la alteracin de los patrones naturales de drenaje. Proporcionar drenaje superficial adecuado. Proporcionar adecuado drenaje de las capas del pavimento. Evitar terrenos escarpados con taludes de ms de 60%. Evitar problemas tales como zonas inundadas o inestables. Mantener una distancia de separacin adecuada con los riachuelos y optimizar el nmero de cruces de cursos de agua.

Minimizar el nmero de contactos entre la carretera y las corrientes de agua. Disear los cruces de quebradas y ros con la suficiente capacidad y proteccin de las mrgenes contra la erosin permitiendo, de ser el caso, el paso de peces en todas las etapas de su vida. Evitar la constriccin del ancho activo de los riachuelos, ros y cursos de agua (ancho con el caudal mximo). Conseguir una superficie de rodadura de la carretera estable y con materiales fsicamente sanos. Instalar obras de subdrenaje donde se necesite, identificando los lugares activos durante la estacin de lluvias. Reducir la erosin colocando cubiertas vegetales o fsicas sobre el terreno en cortes, terraplenes, salidas de drenajes y cualquier zona expuesta a corrientes de agua. Usar ngulos de talud estables en cortes y rellenos. Usar medidas de estabilizacin de taludes, de estructuras y de obras de drenaje, conforme se necesiten y sea econmicamente seleccionada. Aplicar tcnicas especiales al cruzar terrenos agrcolas, zonas ribereas y cuando se tienen que controlar las quebradas.

Proporcionar un mantenimiento debidamente planeado y programado. Cerrar o poner fuera de servicio las carreteras que no se usen o cuando ya no se necesiten.DISTANCIA DE VISIBILIDADDistancia de visibilidad es la longitud continua hacia adelante de la carretera, que es visible al conductor del vehculo para poder ejecutar con seguridad las diversas maniobras a que se vea obligado o que decida efectuar. En diseo se consideran tres distancias de visibilidad:a) Visibilidad de parada.b) Visibilidad de adelantamiento.c) Visibilidad para cruzar una carretera.

a) VISIBILIDAD DE PARADADistancia de visibilidad de parada es la longitud mnima requerida para que se detenga un vehculo que viaja a la velocidad directriz, antes de que alcance un objeto que se encuentra en su trayectoria.Para efecto de la determinacin de la visibilidad de parada se considera que el objetivo inmvil tenga una altura de 0.60 m y que los ojos del conductor se ubique a 1.10 m por encima de la rasante de la carretera.

CUADRO N 3.1.1Distancia de visibilidad de parada (metros)

Velocidad directriz (Km./h)Pendiente nula o en bajadaPendiente en subida

0%3%6%9%3%6%9%

2020202020191818

3035353535313029

4050505053454443

5065667074615958

6085879297807775

701051101161241009793

80130136144154123118114

90160164174187148141136

La pendiente ejerce influencia sobre la distancia de parada. sta influencia tiene importancia prctica para valores de la pendiente de subida o bajada iguales o mayores a 6% y para velocidades directrices mayores de 70 Km. /hora.En todos los puntos de una carretera, la distancia de visibilidad ser igual o superior a la distancia de visibilidad de parada. En el cuadro N 3.1.1 se muestran las distancias de visibilidad de parada, en funcin de la velocidad directriz y de la pendiente. .

Para el caso de la distancia de visibilidad de cruce, se aplicarn los mismos criterios que los de visibilidad de parada.

b) VISIBILIDAD DE ADELANTAMIENTO

Distancia de visibilidad de adelantamiento (paso) es la mnima distancia que debe ser visible a fin de facultar al conductor del vehculo a sobrepasar a otro vehculo que viaja a velocidad 15 Km./h menor, con comodidad y seguridad, sin causar alteracin en la velocidad de un tercer vehculo que viaja en sentido contrario a la velocidad directriz, y que se hace visible cuando se ha iniciado la maniobra de sobrepaso.Para efecto de la determinacin de la distancia de visibilidad de adelantamiento se considera que la altura del vehculo que viaja en sentido contrario es de 1.10 m y que la del ojo del conductor del vehculo que realiza la maniobra de adelantamiento es 1.10 m.La visibilidad de adelantamiento debe asegurarse para la mayor longitud posible, de la carretera cuando no existen impedimentos impuestos por el terreno y que se reflejan, por lo tanto, en el costo de construccin.La distancia de visibilidad de adelantamiento a adoptarse vara con la velocidad directriz tal como se muestra en el cuadro N 3.1.2

Cuadro N 3.1.2Distancia de visibilidad de adelantamiento

Velocidad directriz Km./hDistancia de visibilidad de adelantamiento (m)

30200

40270

50345

60410

70485

80540

90615

3. TPDA (metodologa para el estudio de la demanda de transito ) METODOLOGA PARA EL ESTUDIO DE LA DEMANDA DE TRNSITO

El ndice Medio Diario Anual de Trnsito (IMDA).

El ndice Medio Diario Anual de Transito (IMDA) representa el promedio aritmtico de los volmenes diarios para todos los das del ao previsible o existente en una seccin dada de la va. Su conocimiento da una idea cuantitativa de la importancia de la va en la seccin considerada y permite realizar los clculos de factibilidad econmica.En los estudios del trnsito se puede tratar de dos situaciones:

a) Los estudios para carreteras con el trnsito existente podr proyectarse mediante los sistemas convencionales.b) Las carreteras nuevas requieren de un estudio de desarrollo econmico zonal o regional que lo justifique.

La carretera se disea para un volumen de trnsito que se determina como demanda diaria promedio a servir al final del perodo de diseo, calculado como el nmero de vehculos promedio que utilizan la va por da actualmente y que se incrementa con una tasa de crecimiento anual, normalmente determinada por el MTC para las diversas zonas del pas.

Clculo de tasas de crecimiento y la proyeccin

Se puede calcular el crecimiento de trnsito utilizando una frmula simple:Tn = To (1+i)n-1en la que:Tn = Trnsito proyectado al ao n en veh/da.To = Trnsito actual (ao base o) en veh/da.n= Aos del perodo de diseo.i= Tasa anual de crecimiento del trnsito. Definida en correlacin con la dinmica de crecimiento socio-econmico(*) normalmente entre 2% y 6% a criterio del equipo del estudio.

Estas tasas pueden variar sustancialmente si existieran proyectos de desarrollo especficos por implementarse con suficiente certeza a corto plazo en la zona de la carretera.La proyeccin puede tambin dividirse en dos partes. Una proyeccin para vehculos de pasajeros que crecer aproximadamente al ritmo de la tasa de crecimiento de la poblacin y una proyeccin de vehculos de carga que crecer aproximadamente con la tasa de crecimiento de la economa. Ambos ndices de crecimiento correspondientes a la regin que normalmente cuenta con datos estadsticos de estas tendencias.Volumen y composicin o clasificacin de los vehculos (carreteras existentes)

i) Se definen tramos del proyecto en los que se estima una demanda homognea en cada uno de ellos.ii) Se establece una estacin de estudio de trfico en un punto central del tramo, en un lugar que se considere seguro y con suficiente seguridad social.iii) Se toma nota en una cartilla del nmero y tipo de vehculos que circulan en una y en la otra direccin, sealndose la hora aproximada en que pas el vehculo por la estacin.

Se utiliza en el campo una cartilla previamente elaborada que facilite el conteo, segn la informacin que se recopila y las horas en que se realiza el conteo.De esta manera, se totalizan los conteos por horas, por volmenes, por clase de vehculos, por sentidos, etc.

Variaciones horarias de la demandaDe conformidad con los conteos, se establece las variaciones horarios de la demanda por sentido de trnsito y tambin de la suma de ambos sentidos. Tambin se establece la hora de mxima demanda.Puede realizarse conteos para las 24 horas corridas. Pero si se conoce la hora de mayor demanda, puede contarse por un perodo menor.

Variaciones diarias de la demandaSi los conteos se realizan por varios das, se pueden establecer las variaciones relativas del trnsito diario (total del da o del perodo menor observado) para los das de la semana.

Variaciones estacinales (mensuales)Si la informacin que se recopila es elaborada en forma de muestreo sistemtico durante das claves a lo largo de los meses del ao, se puede obtener ndices de variacin mensual que permitan establecer que hay meses con mayor demanda que otros. Como sera el caso en zonas agrcolas, durante los meses de cosecha.

Con la informacin obtenida mediante los estudios descritos o previamente ya conocida por estudios anteriores, (comprobables con conteos mnimos) podr establecerse, mediante la proyeccin de esa demanda para el perodo de diseo, la seccin (ancho) transversal necesaria de la carretera a mejorar y los elementos del diseo de esta seccin, como son: ancho de la calzada y de las bermas de la carretera.

Metodologa para establecer el peso de los vehculos de carga que es importante para el diseo de los pavimentos, pontones y puentes.Estos estudios se concentran slo en los vehculos pesados dainos para la carretera y, por tanto, son importantes para definir el diseo de los pavimentos de la superficie de rodadura y la resistencia de los pontones y puentes.

Para el caso de carreteras pavimentadas de bajo volumen de trnsito, en el captulo 5 se presenta la gua para el diseo de pavimentos, que contiene la metodologa y permite establecer el efecto destructivo que tendr el trnsito sobre el pavimento y cmo disear el pavimento para el perodo de diseo, dndose alternativas de diseo en funcin de los materiales a utilizarse.

Informacin mnima necesariaPara los casos en que no se dispone de la informacin existente de la variacin diaria y estacional (mensual) de la demanda que en general es informacin que debe proveer la autoridad competente, referencialmente para los tramos viales, se requerir realizar estudios que permitan localmente establecer los volmenes y caractersticas del trnsito diario en, por lo menos, siete (7) das tpicos, es decir, normales, de la actividad local.Para este efecto, debe evitarse contar el trnsito en das feriados, nacionales o patronales, o en das en que la carretera estuviera daada y, en consecuencia, cortada.De conformidad a la experiencia anual de las personas de la localidad, los conteos e inventarios de trnsito en general pueden realizarse prescindindose de las horas en que se tiene nulo o poco trnsito. El estudio debe tomar das que en opinin general reflejen razonablemente el volumen de la demanda diaria y la composicin o clasificacin del trnsito.

4. LATERALES

Los laterales de una carretera comprenden sus zonas adyacentes, es decir, excluyendo el hombrillo y la divisoria central de las carreteras separadas, las reas que comnmente se llaman derecho de va. Estos tienen cuatro funciones: servir como reas de reservas para la aplicacin de la va, permitir el mantenimiento, contribuir a la ornamentacin y dar posibilidades al esparcimiento de los usuarios de la carretera. De estas cuatro funciones, relacionada con la esttica vial la ornamentacin, pues el lateral se presta a ello cuando en l se siembra rboles y otras especies vegetales que contribuyen a dar al paisaje de la carretera una visin agradable y refrescante. Para promover la seguridad en el trfico y para proveer un medio de transporte atractivo y atrayente para el pblico automovilista, es necesario el restablecimiento del equilibrio ecolgico entre las vas y sus laterales. Es por ello que, de las tantas facetas del desarrollo de los laterales, la conservacin de los suelos, la conservacin de la vegetacin y la conservacin de las vas naturales a lo largo del derecho de va son aspectos que debern haberse tenido en cuenta desde las primeras etapas de seleccin de la ruta, ubicacin del trazado y proyecto de la carretera. A menos que as se haya hecho, la oportunidad para una solucin econmica y efectiva del problema de reducir la tensin del manejo y adaptar la carretera al paisaje circundante se habr

perdido. Los laterales de la carretera, cuando son proyectados con ancho adecuados, hacen posible la transicin agradable entre las lneas y siembra a los lados de la carretera y las pendientes y vegetacin naturales de las tierras adyacentes; permiten el encubrimiento de los feo y provee reas de seguridad, descanso y miradores desde donde contemplar la belleza natural desplegada. El Peralte.- Consiste en elevar en las curvas, el borde exterior de las vas una cantidad, para que permita que una componente del vehculo se oponga a la fuerza centrfuga (Fc) evitando de esta manera que el vehculo desve radialmente su trayectoria hacia fuera.

Generalidades:Si se considera de una manera simplificada, las fuerzas que actan sobre un vehculo que se desplaza en una trayectoria curva horizontal, se observa que la nica fuerza que se opone al desplazamiento lateral del vehculo es la fuerza de rozamiento que se desarrolla entre el neumtico y el pavimento. La fuerza de rozamiento no es suficiente para impedir el desplazamiento transversal. Por ello para evitar que los vehculos de salgan de su trayectoria es necesario que los componentes normales a la calzada sean siempre del mismo sentido y se suman contribuyendo a la estabilidad del vehculo, en tanto que las componentes paralelas a la calzada son de sentido opuesto y su relacin puede hacer variar los efectos que se sienten en el vehculo.

Peralte a Partir del Deslizamiento: Una curva que no presenta peralte provoca el deslizamiento hacia fuera de la va y resulta inadecuado porque limita la velocidad en las curvas.Por otra parte, ha quedado comprobado que cuando mayor sea el peralte asignado a una curva que cruza a la izquierda, mayor es la dificultad de maniobrar en la zona de transicin.

Formas de Realizar el Peralte: Existen cuatromtodosdiferentes para la asignacin del peralte a las distintas curvas que se encuentran en un proyecto.El peralte se hace directamente proporcional al radio de la curva, correspondiendo el valor del radio mnimo, el valor mximo del peralte. La variacin del coeficiente de rozamiento mantiene tambin una variacin similar, tanto para la velocidad del proyecto, como para la velocidad de circulacin.El peralte es tal que un vehculo, viajando a la velocidad del proyecto, tiene toda la fuerza centrfuga balanceado por el peralte, hasta requerirse el mximo valor de ste, utilizndose el valor mximo del peralte solamente en las curvas ms cerradas.Se aplica el mismo procedimiento anterior, solo que para correlacionar la velocidad en el peralte se utiliza la velocidad de circulacin en vez de la de proyecto. Estemtodotrata de evitar las diferencias del mtodo anterior, variando el peralte en una velocidad menor que la del proyecto.Se mantiene una relacin curvilnea (parablica) entrelos valoresdel peralte y los radios de la curva, con valores comprendidos entre la que se obtiene segn los mtodos 1 y 3 a fin de favorecer las tendencias de manejo ms rpido que se practican en las curvas mas suaves, es deseable que en ellas el peralte se aproxime al que obtiene aplicando el mtodo 3. Elministeriosde obras pblicas, en sus normas para el proyecto de carreteras, adopta el criterio de establecer para cada radio, un solo valor de peralte, basndose en la velocidad de circulacin promedio que se ha observado en las curvas de distintos radios, asumiendo una variacin lineal del coeficiente de rozamiento segn la velocidad.

Peralte a Partir del Volcamiento: Al dejar un alineamiento recto y al entrar en una curva, el vehculo, empujado por la fuerza F con su punto de aplicacin de las ruedas posteriores, viene desviado en direccin de F.1 por las ruedas direccionales. Si se logra mantener la componente F.2 de las de la fuerza en sentido circular de la curva, el automvil continuar su marcha dentro de loslmitesde la calzada, variando a cada instante la componente bajo la accin de las ruedas direccionales. Las otras fuerzas actan al mismotiemposobre el vehculo; la fuerza centrfuga C que tiende a volcar el vehculo, contrarrestada por el peso del vehculo P y por la fuerza de adherencia y rozamiento del neumtico con la superficie de la pavimentacin. Cuando la componente V cae afuera de las ruedas el automvil sufrir un vuelco; si se consigue que la componente V no se salga fuera de las ruedas, el vehculo proseguir su marcha, pero para lograr esto es necesario disminuir mucho la velocidad directriz con detrimento y perjuicio deltransporte; se contrarresta entonces los peligros mencionados con la construccin del peralte.Peralte en Contra Curvas: En ciertos casos el efecto de las solicitaciones transversales puede ser el vuelco del vehculo, si las resultantes de las fuerzas que actan sobre l se sale fuera del polgono de sustentacin formado por la punta de contacto de las ruedas con el pavimento.Designando con A el ancho de las ruedas y H la altura del centro de gravedad sobre el pavimento, de un vehculo que se mueve a la velocidad V > v sobre una curva de radio R, la condicin deequilibriopara que no ocurra Volcamiento estar dada por laigualdadde los momentos de W y F con relacin a las ruedas del lado exterior.Radio Mnimo en Carreteras en Funcin de las Dimensiones del Vehculo:

Trayectoria de rueda delantera externa radio de giroTrayectoria rueda trasera internaTrayectoria punto externo carrocera

Automvil de pasajeros732 min467 min787 max

Camin1281 min866 min1339 max

Camin remolque simple (Intermedio)1220 min607 min1255 max

Camin remolque simple (grande)1372 min604 min1409 max

Transiciones en Peralte: A lo largo del tramo de carretera que precede al alineamiento curvo, para pasar de una seccin con bombeo a otra con peralte, es necesario efectuar un cambio en la inclinacin transversal de la calzada. Este cambio no puede efectuarse bruscamente, sino que debe hacerse a travs de un cambio gradual de la pendiente de la calzada, hacindose llamado transicin del peraltado al tramo de carretera en el cual se realiza.

Cuando en el proyecto de la carretera se han empleado curvas de transicin, la transicin de peraltado se realiza conjuntamente con la de la curvatura. En el caso en que no se emplee curvas de transicin, la transicin del peraltado se realiza en la tangente y parte de la curva circular.

5. LINEA CERO () Y RECOMENDACIONES

Una de las etapas del diseo de una va consiste en eltrazado antepreliminar, en el cual se establecen diferentes poligonales que comuniquen los puntos de control primario del proyecto, es decir, aquellos centros urbanos, o centros productivos o de cualquier otro inters (econmico, turstico, poblacional, etc.), por los que necesariamente tiene que pasar la va. Generalmente se traza primero lalnea de ceros o de pendientesobre un plano o un mapa.Lnea de ceros o lnea de pendiente:Es una lnea que une los puntos obligados del proyecto conservando una pendiente especificada, constante y uniforme. Esta lnea va a ras del terreno y, de coincidir con el eje de la va, presentara mnimo movimiento de tierras.Para trazar una lnea de pendiente sobre el plano se utiliza un comps, sealando puntos sobre las curvas de nivel que formen lneas de igual longitud, equivalente a la abertura del comps, que se calcula de la siguiente manera:Analizando unas curvas de nivel sencillas (ver grfica) se puede apreciar que la lnea que debe marcar el comps corresponde a la proyeccin horizontal de la lnea que une los puntos A y B, es decir, la lnea AC. A su vez, la proyeccin vertical (BC) corresponde a la diferencia de nivel entre los puntos A y B, o sea, la equidistancia entre las curvas de nivel. Por lo tanto, considerando que Tan() es la pendiente del posible eje de la va, entonces la abertura del comps queda:

La pendiente debe escribirse en notacin decimal (2% = 0,02 , por ejemplo). La abertura (a) debe buscarse en el comps a la misma escala del mapa o del plano, con la ayuda de un escalmetro.Luego se marcan sucesivamente los puntos que indique el comps sobre las curvas de nivel y se unen con trazos, partiendo desde uno de los puntos de control hasta llegar al siguiente. El procedimiento se puede repetir en sentido contrario y as encontrar una ruta diferente.Cuando no sea posible unir dos curvas de nivel sucesivas con una determinada abertura del comps, impuesta por la pendiente especificada se puede intentar lo siguiente:

Buscar el doble de la abertura actual en el comps y tratar de unir dos curvas de nivel no consecutivas (la 100 y la 110 de la figura, por ejemplo).

Marcar un punto medio entre las dos curvas de nivel adyacentes, de manera que se puedan unir con dos lneas de longituda. Debe tenerse en cuenta que de esta manerase est aumentando la pendiente al doble de la especificada, pues la equidistancia de las curvas de nivel se reduce a la mitad, sin modificar la abertura del comps en igual proporcin.Si definitivamente no se pueden unir las curvas de nivel, se debe cambiar la pendiente del tramo y calcular una nueva abertura. Quiere decir ello que la topografa del terreno presenta un cambio

considerable en esa zona que amerita un cambio de pendiente en la va. Se debe tratar de mantener la pendiente en tramos de la mayor longitud posible y que, cuando sea necesario cambiarla, la nueva pendiente no difiera mucho de la anterior, para evitar un cambio brusco en la velocidad de los tramos.

RECOMENDACIONES Datos para la localizacin de la lnea Clero:

Equidistancia EscaJa del plano Gradiente escogida

Herramientas: Instrumento de dibujo (compas de punta seca) Escalmetro CalculadoraSe colocan puntos sucesivos de cada curva de nivel con la gradiente escogida y con la respectiva apertura del comps.

Para determinar la apertura de compas utilizamos:Ab= Abertura del compasG%=gradiente escogida

Equidistancia *100Ab=

G

Proceso:Divida el kilmetro en subtramos seale los puntos de control.Calcule la gradiente entre esos puntos de control.Localice la lnea cero entre estos subtramos, introduciendo los cambios que se necesiten para que el eje pase por los puntos seleccionados durante la localizacin de la lnea cero.La sucesin delos puntos de la lnea cero debe asemejarse al tramo de una carretera.Si realiza quiebres pronunciados suavice ese comportamiento cambiando la gradiente o siguiendo otra curva.Para el paso de ros o quebradas, as como en salientes de terreno hay que saltar al frente de esta manera tendremos una lnea cero sin quiebres bruscos.

Para realizar un salto:Determine cul es el punto de la lnea cero ms aceptable (aquel que no presenta cambios de direccin repentinos, punto A).Seleccione un punto B, ubicado al frente al que deseara llegar.Establezca longitud necesaria para salvar ese obstculo (entre A y B).Considere para esa longitud y para la gradiente escogida, el desnivel que debe alcanzar el proyecto.Determine a que cota debe llegar (curva de nivel)Con el comps abierto y ubicado en el punto A intercepte la curva de nivel que

corresponde. Contine colocando la lnea cero.Si los puntos de la lnea cero se acercan demasiado a los lmites de la faja, cambie la gradiente para que no le falten datos durante el proceso de diseo.Para cambiar el valor de la pendiente de la lnea cero, es conveniente por lo menos recorrer 200m.

6. ALINEAMIENTO HORIZONTAL

CONSIDERACIONES PARA EL ALINEAMIENTO HORIZONTAL

El alineamiento horizontal deber permitir la circulacin ininterrumpida de los vehculos, tratando de conservar la misma velocidad directriz en la mayor longitud de carretera que sea posible.

El alineamiento carretero se har tan directo como sea conveniente adecundose a las condiciones del relieve y minimizando dentro de lo razonable el nmero de cambios de direccin. El trazado en planta de un tramo carretero est compuesto de la adecuada sucesin de rectas (tangentes), curvas circulares y curvas de transicin.

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

Los radios mnimos, calculados bajo el criterio de seguridad ante el deslizamiento transversal del vehculo estn, dados en funcin a la velocidad directriz, a la friccin transversal, al peralte mximo aceptable y al vehculo de diseo.

En el alineamiento horizontal desarrollado para una velocidad directriz determinada, debe evitarse el empleo de curvas con radio mnimo. En general, se deber tratar de usar curvas de radio amplio, reservndose el empleo de radios mnimos para las condiciones ms crticas.

Deber buscarse un alineamiento horizontal homogneo, en el cual tangentes y curvas se suceden armnicamente. Se restringir en lo posible el empleo de tangentes excesivamente larga con el fin de evitar el encandilamiento nocturno prolongado y la fatiga de los conductores durante el da.

Al trmino de tangentes largas donde es muy probable que las velocidades de aproximacin de los vehculos sean mayores que la velocidad directriz, las curvas horizontales tendrn radios de curvatura razonablemente amplios.

Deber evitarse pasar bruscamente de una zona de curvas de grandes radios a otra de radios marcadamente menores. Deber pasarse en forma gradual, intercalando entre una zona y otra, curvas de radio de valor decreciente, antes de alcanzar el radio mnimo.

Los cambios repentinos en la velocidad de diseo a lo largo de una carretera debern ser evitados. En lo posible estos cambios se efectuarn en decrementos o incrementos de 15 Km. /h.

No se requiere curva horizontal para pequeos ngulos de deflexin. En el cuadro se muestran los ngulos de inflexin mximos para los cuales no es requerida la curva horizontal.ngulos de deflexin mximos para los que no se requiere curva horizontal

Velocidad directriz Km./hDeflexin mxima aceptable sin curva circular

302 30

402 15

501 50

601 30

701 20

801 10

Para evitar la apariencia de alineamiento quebrado o irregular, es deseable que, para ngulos de deflexin mayores a los indicados en el cuadro N 3.2.1 la longitud de la curva sea por lo menos de 150 m. Si la velocidad directriz es menor a 50 Km./h y el ngulo de deflexin es mayor que 5, se considera como longitud de curva mnima deseada la longitud obtenida con la siguiente expresin L = 3V (L = longitud de curva en metros y V = velocidad en Km./hora). Deben evitarse longitudes de curvas horizontales mayores a 800 metros.

Se evitar, en lo posible, los desarrollos artificiales. Cuando las condiciones del relieve del terreno hagan indispensable su empleo, el proyectista har una justificacin de ello. Las ramas de los desarrollos tendrn la mxima longitud posible y la mxima pendiente admisible, evitando la superposicin de varias de ellas sobre la misma ladera. Al proyectar una seccin de carretera en desarrollo, ser, probablemente, necesario reducir la velocidad directriz. Los radios mnimos de giro en curvas de volteo sern evaluados segn el tipo de vehculo de diseo a utilizarse en concordancia al Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras DG-2001.

Las curvas horizontales permitirn, cuando menos, la visibilidad igual a la distancia de parada segn se muestra en el cuadro.

Deben evitarse los alineamientos reversos abruptos. Estos cambios de direccin en el alineamiento hacen que sea difcil para los conductores mantenerse en su carril.

Tambin es difcil peraltar adecuadamente las curvas. La distancia entre dos curvas reversas deber ser, por lo menos, la necesaria para el desarrollo de las transiciones de peralte.No son deseables dos curvas sucesivas del mismo sentido, cuando entre ellas existe un tramo corto, en tangente. En lo posible se sustituirn por una sola curva o se intercalar una transicin en espiral dotada de peralte.El alineamiento en planta deber satisfacer las condiciones necesarias de visibilidad de adelantamiento, en tramos suficientemente largos y con una frecuencia razonable a fin de dar oportunidad que un vehculo adelante a otro.No son deseables dos curvas sucesivas del mismo sentido, cuando entre ellas existe un tramo corto, en tangente. En lo posible se sustituirn por una sola curva o se intercalar una

transicin en espiral dotada de peralte.El alineamiento en planta deber satisfacer las condiciones necesarias de visibilidad de adelantamiento, en tramos suficientemente largos y con una frecuencia razonable a fin de dar oportunidad que un vehculo adelante a otro.

CURVAS HORIZONTALESEl mnimo radio de curvatura es un valor lmite que est dado en funcin del valor mximo del peralte y del factor mximo de friccin, para una velocidad directriz determinada. En el cuadro 3.2.5b se muestran los radios mnimos y los peraltes mximos elegibles para cada velocidad directriz.En el alineamiento horizontal de un tramo carretero diseado para una velocidad directriz, un radio mnimo y un peralte mximo, como parmetros bsicos, debe evitarse el empleo de curvas de radio mnimo. En general, se deber tratar de usar curvas de radio amplio, reservando el empleo de radios mnimos para las condiciones crticas.CURVAS COMPUESTAS Salvo el caso de intersecciones a nivel de intercambios y de curvas de vuelta, en general, se evitar el empleo de curvas compuestas, tratando de reemplazarlas por una sola curva.En casos excepcionales podrn usarse curvas compuestas o curvas policntricas de tres centros. En tal caso, el radio de una no ser mayor que 1.5 veces el radio de la otra.

CURVAS DE TRANSICIN

Todo vehculo automotor sigue un recorrido de transicin al entrar o salir de una curva horizontal. El cambio de direccin y la consecuente ganancia o prdida de las fuerzas laterales no pueden tener efecto instantneamente.

Con el fin de pasar de la seccin transversal con bombeo. (correspondiente a los tramos en tangente) a la seccin de los tramos en curva provistos de peralte y sobreancho, es necesario intercalar un elemento de diseo con una longitud en la que se realice el cambio gradual a la que se conoce con el nombre de longitud de transicin.

Cuando el radio de las curvas horizontales sea inferior al sealado en el cuadro, se recomienda usar curvas de transicin. Cuando se usen curvas de transicin, se recomienda el empleo de espirales que se aproximen a la curva de Euler o Clotoide.

Necesidad de curvas de Transicin

Velocidad directriz Km./hRadio m

2024

3055

4095

50150

60210

70290

8090380480

Cuando se use curva de transicin la longitud de la curva de transicin no ser menor que Lmin ni mayor que Lmax, segn las siguientes expresiones:

R =Radio de la curvatura circular horizontal.L min. = Longitud mnima de la curva de transicin.L mx. = Longitud mxima de la curva de transicin en metros. V= Velocidad directriz en Km. /h.

La longitud deseable de la curva de transicin, en funcin del radio de la curva circular, se presenta en el cuadro.

Longitud deseable de la curva transicinRadio de curva circular (m)Longitud deseable de la curva transicin (m)

2011

3017

4022

5028

6033

7039

80904450

DISTANCIA DE VISIBILIDAD EN CURVAS HORIZONTALESLa distancia de visibilidad en el interior de las curvas horizontales es un elemento del diseo del alineamiento horizontal.Cuando hay obstrucciones a la visibilidad (tales como taludes de corte, paredes o barreras longitudinales) en el lado interno de una curva horizontal, se requiere un ajuste en el diseo de la seccin transversal normal o en el alineamiento, cuando la obstruccin no puede ser removida.

De modo general, en el diseo de una curva horizontal, la lnea de visibilidad deber ser por lo menos igual a la distancia de parada correspondiente, y se mide a lo largo del eje central del carril interior de la curva.

El mnimo ancho que deber quedar libre de obstrucciones a la visibilidad ser el calculado por la expresin siguiente:

M =Ordenada media o ancho mnimo libre. R =Radio de la curva horizontal.S =Distancia de visibilidad.

PERALTE DE LA CARRETERA

Se denomina peralte a la sobre elevacin de la parte exterior de un tramo de la carretera en curva con relacin a la parte interior del mismo. Con el fin de contrarrestar la accin de la fuerza centrfuga, las curvas horizontales deben ser peraltadas.

El peralte mximo tendr como valor mximo normal 8% y para velocidades directrices iguales o mayores a 40 Km./h como valor excepcional 10%. En casos extremos podra justificarse en peralte mximo alrededor de 12% en cuyo caso deber considerarse un incremento en el ancho de cada carril para evitar que los camiones que circulan en un sentido invadan el carril de sentido contrario.

El mnimo radio (Rmin) de curvatura es un valor lmite que est dado en funcin del valor mximo del peralte (emax) y el factor mximo de friccin (fmax ) seleccionados para una velocidad directriz (V). El valor del radio mnimo puede ser calculado por la expresin:

Los valores mximos de la friccin lateral a emplearse son los que se sealan en el cuadro.

Friccin transversal mxima en curvas

Velocidad directriz Km./hF

150.40

200.35

300.28

400.23

500.19

600.17

700.15

800.14

900.13

1000.12

En el cuadro se muestran los valores de radios mnimos y peraltes mximos elegibles para cada velocidad directriz. En este mismo cuadro se muestran los valores de la friccin transversal mxima.RADIOS MNIMOS Y PERALTES MXIMOS

La variacin de la inclinacin de la seccin transversal desde la seccin con bombeo normal en el tramo recto hasta la seccin con el peralte pleno, se desarrolla en una longitud de va denominada transicin. La longitud de transicin del bombeo en aquella en la que gradualmente se desvanece el bombeo adverso. Se denomina Longitud de Transicin de Peralte a aquella longitud en la que la inclinacin de la seccin gradualmente vara desde el punto en que se ha desvanecido totalmente el bombeo adverso hasta que la inclinacin corresponde a la del peralte.

7. ALINEAMIENTO VERTICALPara la realizacin del alineamiento vertical de una carretera se debern considerar los criterios generales que recomienda la Administradora Boliviana de Carreteras (A.B.C.) con el fin de obtener un trazado que proporcione comodidad al usuario y presente buena apariencia esttica y brinde seguridad a los usuarios.Entre los criterios ms importantes tenemos:- Deben evitarse alteraciones frecuentes en el diseo de las pendientes. Es deseable una rasante con pendientes largas y moderadas, con variaciones graduales, que otra con muchos quiebres de reducida longitud y gran diferencia de pendientes. El grado con que debe aplicarse esta recomendacin, depende de la categora del camino y de la topografa sobre la cual se desarrolla el trazado.- Son indeseables, por razones estticas y de seguridad, los alineamientos verticales excesivamente ceidos a la topografa de terrenos ondulados, generalmente asociados a trazados sensiblemente rectos.En estos casos, los puntos bajos de la carretera suelen quedar ocultos a la vista del conductor o, en las calzadas bidireccionales, son causa de accidentes relacionados con las maniobras de adelantamiento, al producir una falsa impresin de existencia de visibilidad de sobrepaso.- En pendiente de mucha longitud, es conveniente disear una pendiente ms fuerte al principio de la subida y otra ms suave al final, para aprovechar mejor el impulso acumulado por los vehculos en el tramo anterior.- En caminos de patrn de diseo no muy elevado, en lugar de adoptar una larga pendiente de valor cercano al mximo permitido, es preferible disear pendientes ms cortas aunque de valor mximo, intercaladas con otras ms suaves.- Siempre que resulte posible, deben evitarse las curvas verticales del mismo sentido separadas por una pequea seccin de pendiente uniforme. Si las curvas son convexas, se generan amplios sectores con visibilidad restringida; si son cncavas, resultan antiestticas y producen al conductor una falsa apreciacin de distancia y curvatura. Es recomendable reemplazarlos por una nica curva vertical.- Por razones de seguridad y esttica, en general y en lo posible se deben utilizar curvas verticales de parmetros superiores a los mnimos absolutos.- El trazado vertical debe proporcionar, en todos sus puntos, la distancia mnima de visibilidad de frenado.- Debe cuidarse que la rasante se encuentre siempre a una determinada altura sobre las aguas de crecida mxima, las aguas no permanentes, las napas freticas, etc.; dichas alturas deben resultar suficientes para evitar: daos a las obras de arte, elevados costos de mantenimiento, eventuales desprendimientos de pavimento y perjuicios al trnsito provocados por la interrupcin de la circulacin.

PENDIENTES MXIMAS

La siguiente tabla establece las pendientes mximas admisibles segn la categora de la carretera o camino.PENDIENTES MXIMAS ADMISIBLES %.CategoraVelocidad de proyecto (Km/h)

30405060708090100110120

Desarrollo10 1210 - 99-------

Local-9988-----

Colector---888----

Primario-----654.5--

Autorrutas-----654.5--

Autopistas-----5-4.5-4

PENDIENTES MNIMASEs deseable proveer una pendiente longitudinal mnima del orden de 0,5% a fin de asegurar en todo punto de la calzada un eficiente drenaje de las aguas superficiales. Se distinguirn los siguientes casos particulares: Si la calzada posee un bombeo o inclinacin transversal de 2% y no existen soleras o cunetas, se podr excepcionalmente aceptar sectores con pendientes longitudinales de hasta 0,2%. Si el bombeo es de 2,5% excepcionalmente se podrn aceptar pendientes longitudinales iguales a cero. Si al borde del pavimento existen soleras la pendiente longitudinal mnima deseable ser de 0,5% y mnima absoluta 0,35%. En zonas de transicin de peralte en que la pendiente transversal se anula, la pendiente longitudinal mnima deber ser de 0,5% y en lo posible mayor.Si los casos analizados precedentemente se dan en cortes, el diseo de las pendientes de las cunetas deber permitir una rpida evacuacin de las aguas, pudiendo ser necesario revestirlas para facilitar el escurrimiento.ENLACES DE RASANTES- CURVAS VERTICALES DE ENLACEEl ngulo de deflexin entre dos rasantes que se cortan, queda definido por la expresin: radianes = (i1 i2)

Es decir se calcula como el valor absoluto de la diferencia algebraica de las pendientes de entrada y salida, expresadas en m/m.ELEMENTOS DE LA CURVA VERTICAL

- DISTANCIADE VISIBILIDAD PARA FRENADO (DF)La distancia de visibilidad para frenado establece las condiciones mnimas de visibilidad que debe proporcionar el diseo, para que el conductor no quede sometido a limitaciones visuales directamente vinculadas a las caractersticas geomtricas del camino y pueda detener oportunamente el vehculo siempre que sea necesario, en condiciones razonables de confort y seguridad.La adopcin de los coeficientes de friccin longitudinal, que actan durante el frenado del vehculo, est basada en que:- Sean razonables tanto el estado como las condiciones de mantenimiento del pavimento de la calzada. y de los neumticos y el sistema de frenos de los vehculos.- El pavimento se encuentre mojado, pero sin presencia de lodo o hielo.Las caractersticas de las calzadas no pavimentadas, pueden presentar condiciones ms desfavorables para el frenado que las consideradas en estas Normas Unificadas. En estos casos, el proyectista debe calcular las distancias mnimas de frenado, considerando las caractersticas, particulares que presente la superficie de la calzada y el clima de la zona en la cual se desarrolla el proyecto.Los valores mnimos de la distancia de visibilidad de frenado, son normalmente aplicados para proporcionar visibilidad en intersecciones, bifurcaciones, curvas horizontales y curvas verticales.El proyectista, en lo posible y atendiendo a conceptos tcnicos-econmicos, debe proporcionar como condicin deseable, distancias de visibilidad superiores a las distancias mnimas de frenado.El clculo de la distancia mnima de visibilidad de frenado, responde a la siguiente expresin:

Dnde:Df = Distancia mnima de frenado, en m.V = Velocidad directriz o de diseo, en Km/h,t = Tiempo de percepcin y reaccin, en segundos (2 segundos).f1= Coeficiente de friccin longitudinal entre neumtico y pavimento mojado.i = Pendiente longitudinal de la rasante en metros/metro.PARMETROS MNIMOS POR VISIBILIDAD DE FRENADO:- Curvas verticales convexas.Se considera la distancia de frenado sobre un obstculo fijo situado sobre el carril de trnsito y la altura de los ojos del conductor sobre la rasante de este carril. El parmetro queda dado por:

Kv = Parmetro Curva Vertical Convexa (m)Df = Distancia de Frenado f (V*) mh1 = Altura Ojos del Conductor 1,10 mh2 = Altura Obstculo Fijo 0,20 mLuego:

- CURVAS VERTICALES CNCAVASSe considera la distancia de frenado nocturna sobre un obstculo fijo que debe quedar dentro de la zona iluminada por los faros del vehculo.El parmetro queda dado por:

Kc = Parmetro Curva Vertical Cncava (m)Df = Distancia de Frenado (m).h = Altura Focos del Vehculo = 0,6 m = Angulo de Abertura del Haz Luminoso respecto de su Eje = 1Luego:

- PARMETRO MNIMO POR EL ANGULO DE DEFLEXINSe determinar el parmetro mnimo admisible a partir de:

- PARMETRO MNIMO POR VISIBILIDAD DE ADELANTAMIENTOEn este caso, a considerar en caminos bidireccionales, tienen relevancia las curvas verticales convexas, ya que en las cncavas las luces del vehculo en sentido contrario son suficientes para indicar su posicin y no existe obstculo a la visual durante el da a causa de la curva.

El parmetro mnimo para curvas convexas por condiciones de adelantamiento est dado por:Ka = Parmetro Mnimo para Visibilidad Adelantamiento (m)Da = Distancia de Adelantamiento f (v) (m)h1 = Altura Ojos Conductor 1,10 (m)h5 = Altura Vehculo en Sentido Contrario 1,2 (m)Luego:

DISTANCIAS MNIMAS DE ADELANTAMIENTOVelocidad deProyecto (Km/h)Distancia Mnima deAdelantamiento (m)

30180

40240

50300

60370

70440

CURVAS VERTICALESEl tipo de curva utilizada es una parbola de segundo grado, muy poco diferente de la curva circular dentro de los rangos de los parmetros y pendientes normales en el proyecto de carreteras.Si bien algunas expresiones utilizadas para determinar la longitud mnima de la curva vertical derivan del anlisis de una curva circular, la similitud indicada anteriormente hace que se adopte la parbola de segundo grado; por su mayor facilidad para efectuar el proyecto y el replanteo del tramo que se disea.Las parbolas utilizadas se definen por su parmetro K, la proyeccin sobre un plano horizontal del desarrollo de la parbola, con una aproximacin aceptable, se calcula mediante:

Dnde:L = Longitud de la curva vertical o proyeccin horizontal de esa longitud, en metros.K = Parmetro de la parbola, en metros.= Valor absoluto de la diferencia algebraica de las pendientes, (m/m).K = Es la distancia horizontal, en metros, requerida para que se produzca un cambio de pendiente de un uno por cuanto a lo largo de la curva.En lo posible, el proyectista, debe disear longitudes de curvas verticales superiores a las definidas por los parmetros mnimos.

8. PROYECTO HORIZONTAL (EJEMPLO) Realizado el perfil longitudinal se prosigui a la seleccin de la ruta definitiva y diseo de la poligonal horizontal. Esta seleccin de la ruta definitiva depende en gran parte de una serie de factores sociales, polticos y econmicos los cuales nos resultan difciles de cuantificar; sin embargo la seleccin de la ruta se hizo en base a tres factores que tambin son de gran importancia como lo son: topografa, el drenaje y por ltimo la calidad el trazado. Por esta parte el sistema de evaluacin de ruta se apoya en el concepto de utilidad- costo, que consiste en el rango o escalafn de atributos para cada una de las rutas; estos atributos estn representados en el grado de adaptacin de cada ruta a los diferentes factores de localizacin antes mencionados. Dicho escalafn consiste en el valor o peso asignado a cada uno de estos factores.Inicialmente se seleccion la escala de medicin donde en ambos casos se utiliz la misma del 1 al 10. Posteriormente seleccionamos el peso de casa uno de los factores de localizacin, donde se puede observar que tanto la topografa como la Calidad de trazado coinciden en peso siendo estas las ms importantes, ya que de la calidad de trazado depende en gran parte el desarrollo futuro de la zona y hasta de la propia va; y respecto a la topografa debido a que de una buena adaptacin del terreno resulta tambin la buena o mala calidad de la va. Por ltimo encontramos el drenaje que aunque no deja de ser importante de todos es el que menos relevancia presenta. De este proceso se obtuvo los siguientes resultados.Como se puede observar de las distintas rutas la mejor que se adapt fue la Ruta 2; debido a que si vemos el perfil es una de las que menos ascensos y descensos tiene respecto a la topografa pero los que estn presentes no son tan pronunciados, esta a su vez presenta muy buena adaptacin al drenaje pues son muy poco los ros o riachuelos que estn a lo largo del recorrido de la va, y por ltimo respecto a la calidad del trazado es la que mejor presenta pues esta no posee tantos tramos extensamente rectos y las curvas no son tan pronunciadas lo que prevee en gran parte la somnolencia en el conductor.Finalmente la seleccin de la ruta prosigui al Diseo de la poligonal Horizontal, la cual no es ms que el conjunto de alineamientos rectos que se interceptan entre s, adaptndose a la ruta seleccionada, de manera de construir la estructura de planta de la va.Trazado los alineamientos horizontales basndose en las recomendaciones citadas anteriormente, se obtuvieron las coordenadas planas (Norte, Este) de cada uno de los puentes de interseccin de la poligonal, midindolos directamente con escalmetros sobre el plano ( a escala ). A partir de estas coordenadas se calcularon una serie de elementos como lo son: Longitud de los alineamientos (L) Rumbo de los alineamientos ( R) Angulo de interseccin entre los alineamientos ()Para el clculo de dichos elementos se utilizaron las siguientes formulas: L = E + N R = Arctg (E / N)NGULOS DE INTERSECCIN

CASO I: Ambos alineamientos en el mismo cuadrante. = Rmayor - Rmenor

Caso II: Alineamientos en lados opuestos del eje Norte - Sur = 180 - ( Rmayor + Rmenor )

Caso III: Alineamientos en lados opuestos al eje Este - Oeste = ( Rmayor + Rmenor )

Caso IV: Alineamietnos en lados opuestos al eje Norte - Sur, Este - Oeste. = ( 180 - R2) + R1De lo que se obtuvo lo siguiente:

PUNTONENELONGITUDRUMBO

A1208653788850-183419457,21S 6624'23'' E1211'08''

C1208470789269-387537661,91S 5413'15'' E

D1208083789806-29564301,86S 1214'26'' E4158'79''

B1207788789870

DISEO DE CURVAS HORIZONTALES SIMPLESDiseo la poligonal horizontal se plante la proyeccin de unas curvas de enlace entre los alineamientos horizontales mediante arcos de circunferencia simples sin transicin, sonde al igual que todo elemento de vialidad el proyecto de las curvas horizontales simples requiere de un anlisis conceptual y un posterior clculo geomtrico dentro de los cuales en el anlisis conceptual encontramos el radio a utilizar de curva, por medio de la siguiente relacin:Rc = V127 x ( P+ f)dnde: V: Velocidad de proyecto P: Peralte Rc: Radio de CurvaturaF: Coeficiente de friccin transversal y se obtiene por:F = 0.26 - 0.00133 x VSin embargo cabe que la ecuacin mencionada anteriormente anteriormente nos proporciona el mnimo valor de radio de curvatura.A pesar del radio de Curvatura, el diseo de una curva circular conlleva una serie de elementos los cuales nos permiten definir su forma geomtrica representando las caractersticas propias de la curva, estos elementos son los siguientes:ELEMENTOSIMBOLOECUACION

SemitangenteTete= Rc x Tang ( /2)

ExternaEE = Rc x (Sec /2 - 1)

Cuerda LargaCLCL = 2 x Rc x Sen /2

Ordenada MediaOmOm = Rc x ( 1 - Cos ( /2) )

Longitud de ArcoLcLc = Rc x x " / 180

9. PROYECTO VERTICAL (EJEMPLO)A continuacin se detalla una breve descripcin, de los datos que se requieren para el desarrollo vertical de la carretera. Estos son obtenidos de los planos de diseo de la carretera, en el Diseo Vertical y Diseo Horizontal. PERFIL LONGITUDINAL Es el desarrollo sobre un plano de la seleccin obtenida empleando como plano de corte una superficie reglada cuya directriz es el eje longitudinal de la carretera, empleando una recta vertical como generatriz.

COTAS Es un nmero que en los planos nos indica la altura de un punto sobre el nivel del mar o sobre otro plano de nivel. Con el cual sabemos cun alto o bajo con respecto a la referencia se localiza el nuevo punto.

Fig. 2.2 Cotas

COTA DE TERRENO NATURAL

Esta cifra indica la cota o altura del terreno respecto al plano de comparacin escogido, generalmente al nivel del mar.

COTA DE PROYECTO DE SUBRASANTE

Esta cifra indica la altura a la cual va a quedar el eje de subrasante de la carretera, proyectado al mismo plano de comparacin con respecto al terreno natural.

COTA DE PROYECTO DE RASANTE

Se refiere a la cota de la rasante proyectada respecto al mismo plano de comparacin. La proyeccin de esta medida obtenida mediante clculos analticos debe ser ajustada al milmetro.

ABSCISASSon demarcaciones en el eje de la carretera, que se requieren para tener una mayor amplitud en informacin de los niveles del perfil longitudinal, se hacen cada 20, 10, 5 metros dependiendo la topografa del terreno natural.

Fig. 2.3 Abscisas

PENDIENTES

Los Gradientes longitudinales o pendientes del diseo dependen directamente de la topografa del terreno y sus valores tienen que ser bajos en lo posible, a fin de permitir razonables velocidades de circulacin y facilitar la operacin de los vehculos.De acuerdo a la velocidad de diseo la cual depende del volumen del trfico y de la naturaleza de la topografa, estas estn reguladas en tablas.

Tabla 2.1 Gradiente longitudinal.

CURVAS VERTICALES

Una curva vertical es un arco de parbola de eje vertical que une dos tangentes del alineamiento vertical; la curva vertical puede ser en columpio o en cresta, la curva vertical en columpio es una curva vertical cuya concavidad queda hacia arriba (cncava), y la curva vertical en cresta es aquella cuya concavidad queda hacia abajo (convexa).

Fig. 2.4 Curva Vertical.10. MOVIMIENTO DE TIERRAS

Los movimientos de tierra son actividades constructivas muy frecuentes en la ejecucin de la infraestructura vial, el desarrollo urbano, social e industrial de un pas. Estas actividades son de la competencia de los profesionales de la construccin y en especial de los IngenierosCiviles, por tal razn deben ser estudiadas para ser capaces de disear y construir con eficiencia tales trabajos.

GENERALIDADES

Los movimientos de tierra son aquellas acciones que realiza el hombre para variar o modificar la topografa de un rea, faja o zona, con vista a adaptarla al proyecto previamente confeccionado, generalmente de forma mecanizada, mediante el empleo de las maquinarias diseadas especialmente con esta finalidad.

Estos se pueden clasificar en:

ConformacionesEjemplos: Parque Lnin, Jardn Botnico Nacional, Zoolgico Nacional, Parque Baconao, Parque Carlos Marx, etc.

ExplanacionesEjemplos: Terrazas, Explanadas o Plataformas para urbanizaciones, Terraplenes de obras viales, etc.

Conformaciones:-En estas no se produce una modificacin sustancial de la topografa, generalmente se evitan cambios bruscos, que no existan oquedades, riscos, barrancos, etc., que dificulten o pongan en peligro la vida de las personas.

Explanaciones:- En stas si se acometen grandes modificaciones de la topografa lo cual conlleva al movimiento de grandes volmenes de tierras (excavaciones y rellenos).

Las explanaciones se ejecutan usando el suelo como principal material de construccin, empleando las denominadas mquinas de movimiento de tierra, las tcnicas constructivas, las estrategias y medidas organizativas idneas, que aseguren su construccin en menor plazo de tiempo posible, mnimos costos y adecuada calidad acorde con su importancia, todo lo cual ser abordado en este libro.LAS ESTRUCTURAS DE TIERRA Y/O ROCA

Las explanaciones se ejecutan realizando Estructuras de Tierra y/o Roca (E.T.). Estas no son ms que rellenos construidos con materiales trreos y/o ptreos naturales o artificiales (asimilables) compactados a mxima densidad, con el objetivo de servir de apoyo de las obras viales y estructurales.

Terraplenes y Terrazas: empleando materiales de relleno, generalmente usando suelos naturales de calidad adecuada. (desde los A- l hasta los A-3 segn clasificacin AASHTO o HRB).

Clasificacin - Escolleras: Estructuras formadas por rocas de granulometra uniforme, y de gran tamao. de las E.T.

Pedraplenes: Estructura mixta formada por rocas de granulometra distribuida y suelos seleccionados, con una estructura de esqueleto resistente.

Foto 1: Escollera o coraza del pedrapln. Foto 2: Vista de un pedrapln con finalidad vial.

11. TRAZADO DE LA VA

En el trazado de una va se presentan diferentes etapas, siendo algunas de estas imprescindibles, mientras que otras dependen de factores tales como la topografa, alcances e importancia del proyecto, disponibilidad de recursos, informacin disponible e inclusive la premura de los diseos. Como uno de los factores que ms influye en la metodologa a seguir en el trazado de una carretera es la topografa y ms an si esta es montaosa, se estar indicando en este captulo el procedimiento ms apropiado para la localizacin de una carretera de montaa.Se debe establecer desde un principio las caractersticas geomtricas de la va, como radio mnimo, pendiente mxima, vehculo de diseo, seccin transversal, etc. Como el problema radica en determinar la ruta que mejor satisfaga las especificaciones tcnicas que se han establecido y para lo cual las caractersticas topogrficas, naturaleza de los suelos y el drenaje son determinantes, el mtodo de estudio variar de acuerdo al tipo de terreno. Se considera entonces el anlisis por separado segn se trate de terreno plano o accidentado

Conceptos bsicos

Pendiente longitudinal del terreno es la inclinacin natural del terreno, medida en el sentido del eje de la va.

Pendiente transversal del terreno es la inclinacin natural del terreno, medida normalmente al eje de la va.

Tipos de terreno

La topografa del terreno atravesado influye en el alineamiento de carreteras y calles. La topografa afecta el alineamiento horizontal, pero este efecto es ms evidente en el alineamiento vertical. Para caracterizar las variaciones los ingenieros generalmente dividen la topografa en tres clasificaciones, de acuerdo con el tipo de terreno: plano, ondulado y montaoso. En la siguiente tabla se indican sus caractersticas:

TERRENOINCLINACION MAXIMA MEDIA DE LAS LINEAS DE MAXIMA PENDIENTE (%)MOVIMIENTO DE TIERRAS

Plano(P)0 a 6Mnimo movimiento de tierras por lo que nopresenta dificultad ni en el trazado ni en laexplanacin de una carretera.

Ondulado(O)7 a 13Moderado movimiento de tierras, quepermite alineamientos rectos, sin mayoresdificultades en el trazado y explanacin deuna carretera.

Montaoso(M)13 a 40Las pendientes longitudinales y transversalesson fuertes aunque no las mximas que sepueden presentar en una direccinconsiderada; hay dificultades en el trazado yexplanacin de una carretera.

Cada tipo de terreno obliga, en trminos generales, a unos diferentes patrones generales de diseo. A continuacin se hace un anlisis sobre los aspectos ms importantes en el trazado de una va de acuerdo al tipo de terreno:

Terreno plano

Permite obtener alineamientos, horizontal y vertical, de modo que los vehculos pesados circulen a una velocidad aproximadamente igual a la de los vehculos ligeros. Las distancias de visibilidad que dependen tanto de las restricciones horizontales como las verticales, son generalmente largas o puede obtenerse, sin dificultades constructivas o sin mayores costos.La pendiente general, en el sentido de avance de la va, es considerablemente inferior a la pendiente mxima estipulada y en donde el trazo de lnea recta puede constituir la solucin de enlace entre dos puntos. Si se trata de una va considerablemente extensa es necesario fijar la orientacin general que habr de seguir la lnea y los puntos de control. Los sobrevuelos sobre el rea son muy tiles en esta actividad.Una vez determinados los puntos de control y ubicados en el terreno, el trabajo se reduce a enlazarlos con el mejor alineamiento posible. En el campo esta actividad se puede llevar a cabo de una manera rpida y segura dado la existencia de equipos de gran alcance y precisin como el distancometro, estacin total o inclusive el GPS.Cuando se trata de una topografa muy plana el estudio de rutas se puede reducir de manera considerable. Es fcil determinar cul es la mejor alternativa por lo cual el los estudios de lnea de ceros y del trazado de la lnea preliminar, no requieran ser realizados, siendo posible definir de forma directa en el terreno el trazado de la lnea preliminar.La localizacin directa es una metodologa an muy usada principalmente en terrenos planos o en proyectos muy cortos donde no da lugar a estudio de rutas y es fcil orientar el proyecto en el terreno. La localizacin directa consiste bsicamente en definir el eje del proyecto en el terreno a partir de los diferentes controles que se puedan presentar y sin necesidad de definir previamente en un plano o mapa topogrfico la localizacin de este.Aunque la lnea recta perece ser la mejor solucin en terrenos planos, las exigencias tcnicas, de seguridad y estticas desaprueban el uso de tangentes demasiado largas. An en terrenos planos los alineamientos curvilneos y semicurvilneos son los ms apropiados, idea que est emparentada en la arquitectura paisajista. El diseo horizontal est condicionado principalmente por la presencia de zonas muy bajas que en temporadas lluviosas se pueden inundar transformndose en lagunas o pantanos. Otro control puede ser el de las construcciones existentes, cultivos, carreteras o lneas frreas existentes, bosques, cinagas.

Carretera tpica de terreno ondulado

Su alineamiento horizontal y vertical ocasiona que los vehculos pesados reduzcan sus velocidades significativamente por debajo de las de los vehculos livianos, pero sin ocasionar que aquellos operen a velocidades sostenidas en rampa por un intervalo de tiempo largo. Se pueden obtener sin mucha dificultad un alineamiento horizontal con tangentes relativamente largas y radios de curvatura amplios que permiten distancias de visibilidad apropiadas para la velocidad que se desarrolla. Las pendientes transversales son moderadas (del orden del 7 al 13%); los cauces son amplios y poco profundos. El terreno presenta oscilaciones suaves y amplias pero ocasionalmente pendientes altas restringen los alineamientos horizontal y vertical.En el terreno ondulado el diseo se orienta a buscar una compensacin entre los volmenes de corte y terrapln. Esta compensacin contribuye a que las magnitudes de los cortes y los llenos se mantengan en niveles razonables, con lo cual se incrementa su estabilidad. Al lograr esto se alcanza tambin una disminucin en los costos del movimiento ya que la magnitud de los cortes disminuye y parte de este material puede ser usado en la construccin de muchos terraplenes. Esta solucin no solamente favorece la parte econmica sino tambin la ambiental y de igual manera se requiere una menor disponibilidad de sitios para depositar el material de corte.La compensacin entre los volmenes de corte y lleno es posible siempre y cuando la pendiente transversal permita la construccin de terraplenes. Se debe tener especial cuidado con las corrientes de agua y las vas existentes que sean atravesadas por el proyecto.

La compensacin del movimiento de tierra se presenta tambin en el sentido transversal generando secciones mixtas, es decir con excavacin y con terrapln.

Carretera tpica de terreno montaoso

El diseo geomtrico en este tipo de terreno obliga a que los vehculos pesados circulen a una velocidad sostenida en rampa durante distancias considerables o a intervalos frecuentes. Terreno montaoso es aquel en el cual los cambios de altura tanto longitudinal como transversal del terreno con respecto a la carretera son abruptos y donde se requieren frecuentemente los banqueos y el corte de laderas para obtener unos alineamientos horizontales y verticales aceptables. La pendiente transversal vara entre 13 y 40%, permitiendo eventualmente la construccin de terraplenes en algunos casos. En muchos casos se busca obtener un diseo con seccin en ladera que consiste en hacer coincidir el borde de la banca con el perfil transversal del terreno de modo que aunque predomine la excavacin esta no sea excesiva.El alineamiento horizontal presenta restricciones para la visibilidad ya que es difcil obtener tangentes largas y radios de curvatura amplios. Es importante adems evaluar la composicin vehicular que pueda tener la va ya que si el porcentaje de vehculos pesados es alto el proyecto puede ser poco funcional ya que su nivel de servicio inicial es muy bajo.El factor determinante en terrenos montaosos y escarpados y an en los ondulados es el de la pendiente longitudinal. El reconocimiento de este tipo de terrenos es ms complejo que en los terrenos planos y con un mayor nmero de puntos de control secundarios creando la necesidad de apartarse de la direccin rectilnea entre los sitios que van a comunicarse.El uso del avin, o mejor an el helicptero, en la exploracin de terrenos accidentados es mucho ms til que en los planos ya que se obtiene un panorama topogrfico ms amplio y completo sobre el cual se puede determinar la ruta o rutas posibles para el trazado y dems referenciar de una manera ms clara los diferentes puntos de control secundario.

BIBLIOGRAFAMANUAL PARA EL DISEO DE CARRETERAS PAVIMENTADAShttp://www.carreteros.org/hispana/peru/11_peru.pdfTrazado y Replanteo del Proyecto Horizontal de una carretera utilizando Estacin Totalhttp://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/17078/1/Trazado%20y%20Replanteo%20del%20Proyecto%20Horizontal%20de%20una%20carretera%20utilizando%20Estaci%C3%B3n%20Total.pdfTRAZADO DE CARRETERAShttp://www.aecarretera.com/curso_trazado_2010/curso_trazado_prog.pdfAlineamiento vertical de la Carreterahttp://www.cuevadelcivil.com/2011/04/alineamiento-vertical-de-la-carretera.htmlhttp://www.fundacionmapfre.org/fundacion/es_es/images/Senaliz-Polig-lapaz_tcm164-5473.pdf

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