INDICE

OBJETIVOS DEL PROYECTO.2MARCO TERICO..3PROCEDIMIENTO DEL PROYECTO10CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES23BIBLIOGRAFA..24ANEXOS........................................................................................................................25

OBJETIVOS DEL PROYECTO

OBJETIVO GENERAL:

El alumno conocer la metodologa que permite llevar a cabo el proyecto de una va terrestre, tal como carreteras, aeropuerto, ferrocarriles y puertos.

OBJETIVO PARTICULAR:

El alumno conocer, visualizar, evaluar y desarrollar un proyecto real del trazo de un camino en diferentes tipos de terreno segn sea el caso particular.Con base a esta prctica, se tendrn en cuentan los conocimientos adquiridos en el saln de clases, con el fin de desarrollar dichos conocimientos e implantarlos en el proyecto que a continuacin se presenta.

MARCO TERICOElDiseo 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, lahidrologao factores sociales y urbansticos. El primer paso para el trazado de una carretera es un estudio de viabilidadque determine el corredor donde podra situarse el trazado de la va. Las principales condicionantes de un diseo de carreteras deben de ser:Distancia de visibilidad de parada

En donde:Dp= Distancia de visibilidad de parada, en metros.V= Velocidad de marcha, en km/h.t= Tiempo de reaccin, en segundos.f= Coeficiente de friccin longitudinal.Distancia de visibilidad de rebase

Dr= Distancia de visibilidad de rebase, en metros.V= Velocidad de proyecto, en km/h.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. Clasificacin de las carreterasLas carreteras se clasifican en funcin del nmero de calzadas, la dimensin del carril de la calzada o la dimensin del arcn. Cuanto mayor sean las dimensiones de la va, ms trfico podr soportar y ms exigentes sern los parmetros de trazado, es decir, ser necesario realizar radios mayores de curva, acuerdos verticales ms extendidos o peraltes ms inclinados. Al aumentar estos parmetros la carretera se ajustar menos al terreno, lo que encarece la carretera.El dato ms importante para el diseo es lavelocidad de proyecto, que es a la mxima velocidad para circular con comodidad y seguridad. Las carreteras se clasificaran de acuerdo con su TDPA en la forma siguiente:Tipo A Tipo A2 = de 3000 a 5000 vehculosTipo A4 = de 5000 a 20000 vehculos

Tipo B = de 1500 a 3000 vehculosTipo C = de 500 a 1500 vehculosTipo D = de 100 a 500 vehculosTipo E = de hasta 100 vehculosTambin se clasifican segn las caractersticas del terreno que atraviesen y son los siguientes:a) Planob) Lomeroc) Montaoso

Geometra de una vaLa geometra de una carretera queda determinada en las 3 direcciones del espacio y queda fijada mediante 3 planos: Laplantadonde se fijan las alineaciones horizontales Elperfil longitudinaldonde se fijan las alineaciones verticales Elperfil transversaldonde se fijan los peraltes, el bombeo y la inclinacin transversal de la rasante. Diseo en plantaLas alineaciones horizontales o alineaciones en planta (visto desde el punto de vista superior) son de tres tipos: La alineacinrecta: Es una lnea recta. Es la alineacin ms deseada, con buena visibilidad e ideal para carreteras que requieren amplios tramos de adelantamiento. A pesar de esto se ha demostrado que los conductores tienden a perder la concentracin en tramos muy largos por lo que tienen que ser combinadas con otros tipos de alineaciones. La alineacincurvaocircular: Las curvas de una carretera son circulares o sectores de circunferencia. Cuanto mayor sea el radio mayor ser la velocidad que puedan alcanzar los vehculos al paso por curva. La alineacin detransicin: laclotoidees la curva que va variando de radio segn avanzamos de longitud. Las clotoides se intercalan entre las alineaciones rectas y las alineaciones curvas para permitir una transicin gradual de curvatura. Todos los vehculos desarrollan una clotoide cuando van girando su eje director disminuyendo o aumentando la curvatura que describen. Las clotoides tambin permiten cambiar el peralte en su recorrido lo que posibilita que los vehculos no tengan que frenar antes de entrar en una curva. Diseo verticalEs una seccin vertical a lo largo del eje de la obra a realizar.Los datos necesarios para dibujar este tipo de perfil se adquieren de dos formas diferentes:1.- De los planos de curvas de nivel o de los modelos digitales de los terrenos.2.- Directamente sobre los terrenos mediante:a) Una nivelacin del eje longitudinal, tomando desniveles en todos los puntos de cambio de pendiente adems de los de definitorios del propio eje.b) Medida de la distancia reducida entre todos los puntos nivelados, marcando con estacas los que nos lo estn para servir de referencia en trabajos posteriores.El dibujo del perfil se realiza a modo de grfica donde se representan, en el eje de las abscisas, las distancias y en el de las ordenadas, las cotas a partir de un determinado plano de comparacin horizontal.La escala horizontal en el eje de las abscisas para representar las distancias entre puntos, normalmente coincide con la empleada en la representacin planimetrica del proyecto.La escala vertical en el eje de las ordenadas para representar las cotas del terreno suele ser 5 o 10 veces superior a la escala horizontal con objeto de poder apreciar mejor los desniveles. Las alineaciones verticales son de dos tipos: Alineaciones rectas verticales Acuerdos verticalesque sonparbolasque unen alineaciones rectas. La razn de usar parbolas es que son las curvas de acuerdo que permiten una mayor visibilidad segn se avanza en la carretera. Los acuerdos verticales son de dos tipos: Acuerdos convexos: Aquellos cuyo punto ms elevado se encuentra en el centro. Se estudia para permitir que el vehculo tenga siempre visibilidad de una distancia por delante de l que le permita frenar con seguridad. En carreteras de grandes velocidades estos acuerdos deben permitir visualizar un obstculo a centenares de metros. Acuerdos cncavos: Aquellos con la cavidad en el centro.Sus dimensiones y caractersticas se estudian para que permita una correcta visibilidad en condiciones nocturnas. Diseo transversalElperaltees la inclinacin transversal de la va en las curvas. Se construye para compensar la fuerza centrfuga (que hara que el vehculo se saliera de la calzada) con la fuerza del peso sobre la rasante de la curva. La frmula que se emplea para hallar el peralte sera:

Siendo= velocidad de proyectoen km/h,= radioen metros,= coeficiente de rozamiento transversal (que vara entre 0,180 a 40km/h y 0,087 a 120 km/h) y= inclinacin del peralte en%. Por razones de seguridad el peralte est limitado segn el pas. Rasante Una vez dibujado el perfil, nos encontramos con una lnea sinuosa que representa altimtricamente al terreno. En la construccin de determinadas obras, por ejemplo, carreteras, calles, conducciones, etc. la configuracin natural del terreno se modifica para obtener un perfil que se amolde a las necesidades del nuevo uso. A este nuevo perfil se le denomina rasante y estar formado por distintos tramos cuya caracterstica principal ser su pendiente. A los tramos ascendentes se les llama rampas, a los descendentes, pendientes y horizontales a los que as sean. De la comparacin de la rasante con el perfil del terreno se obtienen los datos bsicos para el replanteo altimtrico y para el movimiento de tierras por lo que se dibujan superpuestos, facilitando as el clculo de los distintos valores.

Seccin tipoLa seccion tipo de la obra, se dibuja teniendo en cuenta la ordenada de la rasante, con lo que apareceran tipicos casos de perfiles transversales. Perfil en desmonte: aquel en que la rasante queda por debajo del terreno natural. Perfil en terrapln: aquel en que la rasante queda por encima del terreno natural. Perfil a media ladera: aquel en que una parte de la rasante queda por encima del terreno natural y la otra parte por debajo.Movimiento de tierrrasCalculo de volmenesLa modificacin de la configuracin natural del terreno conlleva operaciones de extraccin o aporte de tierras. Al conjunto de estos trabajos se le conoce como movimiento de tierras y se especifican en volumen de tierra a mover. Y se distinguen dos: Volumen de desmonte Volumen de terrapln En los movimientos de tierras se debe procurar compensar volmenes de desmonte y terrapln con objeto de no tener que transportar tierras sobrantes a vertederos o necesitar prstamo de tierras para terraplenado, pero siempre queda un residuo como diferencia entre los volmenes de desmonte y terrapln.El clculo del movimiento de tierra se hace de forma simplificada segn las reas de cada dos perfiles transversales y la distancia que los separa, distinguiendo tres casos:1. Dos perfiles en desmonte o en terrapln.2. Un perfil en desmonte y otro en terrapln.3. Un perfil o los dos a media ladera.

PROCEDIMIENTO DEL PROYECTO

La metodologa del proyecto se divide en lo siguiente: seleccin de la ruta, el anteproyecto y proyecto definitivo.La ruta es la franja de la corteza terrestre entre dos puntos obligados donde se construir una va terrestre y su ancho ser variable. Los puntos obligados pueden ser la poblacin de origen y destino, aunque algunas veces habr puntos obligados, como el caso de los puertos orogrficos si es que se hace en zona serrana, otras poblaciones o zonas productivas.La seleccin de la ruta es la ms importante del proyecto, pues los errores que se cometan en las etapas subsecuentes se corrigen ms fcil y econmicamente que una falla en el proceso de seleccin de ruta.Para realizar un proyecto de una obra determinada, se efecta primero una recopilacin de datos de la zona por comunicar, mediante mapas del pas, del estado o municipio, de preferencia con curvas de nivel, as como mapas de climas, geolgicos y de minas, tambin se utilizaran fotografas areas, las cuales estas debern ser a escala de 1:20000 o 1: 10000, para despus analizarlas con estereoscopios y poder realizar recorridos en helicpteros ms detallados, para poder estudias posibles problemas importantes en la zona estudiada.El anteproyecto puede realizarse utilizando el mtodo fotogrfico o por medio de brigadas de topografa en el campo de acuerdo con las caractersticas y recursos disponibles. El objetivo principal es de obtener una mejor informacin de la topografa de la ruta seleccionada y, segundo, definir de manera global los elementos de proyecto del camino. Si en dado caso no se contara con los suficientes elementos para hacerlo con el procedimiento fotogramtrico, se emplea el convencional, que a partir del trabajo de la brigada topogrfica el procedimiento es el siguiente:1) Con los datos, se traza una poligonal que coincida lo ms posible con la ruta aceptada.2) Se obtiene toda la topografa seleccionada al menos 100 m a cada lado de la poligonal establecida en el paso 1.3) Se raza la lnea a pelo de tierra garantizando una pendiente promedio, llamada pendiente gobernadora, esta lnea generalmente es quebradiza y de segmentos cortos.4) Una vez definida la lnea a pelo de tierra se procede a trazar el eje de proyecto to hacindola con interpolacin por la lnea a peli de tierra, esto es por tramo.5) El trazo queda definido cuando se endereza la lnea a pelo de tierra con tangentes de longitud necesaria y enderezndola con curvas que mejor se adaptan a la configuracin del terreno.6) Sobre el trazo definido por tangentes curvas, se establecen estaciones a cada 20 m y puntos obligados.7) Despus se obtiene el perfil del eje deduciendo los datos topogrficos tomando las elevaciones de las estaciones establecidas, se dibuja el perfil a escala 1:2000 horizontal y 1:200 vertical.8) Se elabora el anteproyecto de la rasante (alineamiento vertical) colocando tangentes verticales con la combinacin adecuada de pendientes. No sin antes definir obras de drenaje.

Elementos de la CURVA HORIZONTAL

Donde:R : Radio de la curva circularT : Tangente de la curvaE: ExternaF: Flecha: ngulo de deflexinLc: Longitud de curvaPc: Principio de curvaFc: Final de curvaPI: Punto interseccin

Elementos de la CURVA VERTICAL

Donde:i %: PendienteL: LongitudPCV: Principio de curva verticalPIV: Punto de interseccin verticalPTV: Punto final curva vertical

DATOS DEL PROYECTO:

TERRENO TIPO CPENDIENTE GOBERNADORA 5%e=1mg= 4%

Para el trazo de la lnea a pelo de tierra, la abertura del comps ser:

Escala 1:2000

1m4 m

1.25 cm

100 m

Trazo de la lnea preliminarOpte por lo que pasar en donde no haban muchas curvas de nivel.

Trazo de la lnea definitivaClculo de Rumbos y Distancias

PA

PI

PB

CoordenadasPA (682,730)PI (847,862)PB (952,802)

Distancias

DPAPI

DPIPB

Rumbos

Clculo de la deflexin= 180 - 1 - 2

B2

1111

A

Clculo de los elementos de la curva horizontal

Para Gc= 17 se tiene:

Clculo analtico de la curva horizontal

EstacinP visadoDistancia parcial acumuladaObservaciones

Pc=PI45.96010000000000

18015.43763338.6163338.61

200208300015338.61

2202083000233338.61

240208300032338.61

245.23915.239121335.82341714.43

Obtencin de las elevaciones para el perfil

*Con ayuda del plano se obtienen las elevaciones

Plano topogrfico

CadenamientoElevaciones

0+000581

0+020581.4166

0+040580.8333

0+060583

0+080584

0+100585

0+120585.9090

0+140586.7307

0+160587.6666

0+180588.3589

0+200588.8717

0+220589.3

0+240589

0+260588

0+280586.14

0+300585.5

0+320.21584

Tabla de elevaciones

1

MARA GUADALUPE MONZN CRUZ18

Grfica del terreno natural

MARA GUADALUPE MONZN CRUZ19

Clculo numrico de la curva verticalDatos: Cadenamiento: PIv= 0+200Elevacin: PIv= 589.4Pendiente 1= +4.40Pendiente 2= -4.83Diferencia de pendientes=Nmero de estaciones = Longitud de curva = Constante = Principio de Curva Vertical= Principio de Tangente vertical = EstacinTg verticalnnkknElev. s/curva

100585.000000.0920585.000

120585.880110.0920.092585.788

140586.760240.0920.369586.391

160587.640390.0920.831586.809

180588.5204160.0921.477587.043

200589.45250.0922.308587.092

220590.2806360.0923.324586.956

240591.1607490.0924.524586.636

260592.0408640.0925.909586.131

280592.9209810.0927.479585.441

300593.800101000.0929.233584.567

584.567

Tabla del clculo de la curva vertical

MARA GUADALUPE MONZN CRUZ20

Grfica de Curva Vertical

Grfica del perfil

Tabla de datos

MARA GUADALUPE MONZN CRUZ22

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El diseo geomtrico es la parte ms importante del proyecto de una carretera, estableciendo, con base en los condicionantes o factores existentes, la configuracin geomtrica definitiva del conjunto tridimensional que supone, para satisfacer al mximo los objetivos fundamentales, es decir, la funcionalidad, la seguridad, la comodidad, la integracin en su entorno, la armona o esttica, la economa y la elasticidad.

Para realizar un buen diseo de una carretera se debern de tomar en cuenta los aspectos mnimos que se manifiesten, debido a que cualquier error perjudicara a los que sera esta. Debe de tomarse en cuenta tambin, el periodo de diseo, el trnsito que ah circular, la topografa del terreno, los volmenes que se cortaran y los que necesitaran de bancos; esto con el fin de que la obra no eleve su costo.Con este proyecto se observa que el volumen que se excavar sale sobrado al que se rellenar, lo cual vendra afectando al costo de la obra. Pero si en dado caso el material se pueda vender ser benfico.

BIBLIOGRAFA

Manual carreteras de la SCT

Diseo de Carreteras, Tcnica y anlisis del proyecto. Paulo Emilio Bravo. Sexta edicin.

Levantamiento y trazado de caminos, Thomas F Hickerson. Edicin 5. Traducida. Mxico, 1971.

AASHTO

Normas de Servicios Tcnicos (apuntes del ingeniero Leopoldo Hernndez Valencia)

ANEXOS

MARA GUADALUPE MONZN CRUZ23