Diseño geométrico de carreteras clases upc 01 (1) (1)

Profesor :
Manuel E. Silvera L. – Ing. Civil con Post Grado en Ing. de carreteras
Profesor de la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas
Email: pccimsil@upc.edu.pe
Semestre 2010 - 1
INGENIERÍA DE
CARRETERAS

Profesor: M.Profesor: M. SilveraSilvera INGENIERINGENIERÍÍA DE CARRETERASA DE CARRETERAS -- UPC 2010UPC 2010--11
Bibliografía Utilizada
•A Policy on Geometric Desing of Highways and
streets 1994
•Manual de Diseño Geométrico de carreteras DG-
2001

Diseño Geométrico de Carreteras
Vías en la Costa verde - Lima
Fuente: I. Cabrera
“El diseño geométrico es la parte más
importante del proyecto integral de
carreteras, ya que a través de él se
establece su configuración geométrica
tridimensional, buscando que la vía sea
funcional, segura, cómoda, estética,
económica y compatible con el medio
ambiente”. (Cárdenas, 2002)

Los factores o requisitos del diseño se
agrupan en externos (existentes) e internos
(propios de la vía y su diseño).
Los factores externosLos factores externos se relacionan con la
topografía del terreno natural, la
conformación geológica y geotécnica del
mismo, el volumen y características del
tránsito actual y futuro, la climatología,
hidrología, los parámetros socio-económicos
y propiedades del área estudiada (Cárdenas,
2002).
Fuente: propia

Los factores internosLos factores internos contemplan las
velocidades a tener en cuenta para el
diseño y los efectos operacionales de la
geometría especialmente los vinculados
con la seguridad, estética y armonía de la
solución (Cárdenas, 2002).
Vías en la Costa verde - Lima
Fuente: propia

Por lo tanto el diseño Geométrico de una carretera involucra la correlación de los
siguientes elementos:
1. Elementos físicos de la vía
2. Condiciones de operación de los vehículos
3. Características del terreno
• Los elementos físicos hacen referencia a los alineamientos (horizontal y vertical) y
las secciones transversales.
• Las condiciones de operación se refieren a las características de los vehículos que
usarán la vía (dimensiones, radios de giro, etc).
• Las características del terreno se refieren a la topografía que presentan

1. Elementos físicos de las vías
Concepto tridimensional de una vConcepto tridimensional de una vííaa
Lo común es realizar dos análisis bidimensionales complementarios a la vía
conocidos como: alineamiento horizontal (x,z) y vertical (y). Estos alineamientos
no se trabajan totalmente por separado, sino que debe existir un diseño que
garantice la armonía de los alineamientos sin producir perdida de seguridad
cuando éstos se superpongan
En la siguiente figura se muestra una vista tridimensional del eje de la carretera
representado a través de los alineamientos horizontal y vertical.

Diseño Geométrico de Carreteras – Alineamientos
Alineamiento
horizontal
Alineamiento
vertical
Fuente: James Cárdenas

Alineamiento Horizontal
El eje de la carretera es proyectado en un plano horizontal
conteniendo a las diferentes tangentes y tipos de curvas
(curvas circulares y espirales)
Fuente: Quintana y Altez
Curvas de nivel
Eje de
la vía
Fuente: J. Reyes

Alineamiento Vertical
El eje de la carretera es proyectado en un Plano
vertical paralelo, obteniéndose el perfil longitudinal
(tramos rectos con pendientes unidos con curvas
verticales parabólicas
Fuente: área
de transporte
PUCP.
Fuente: google imágenes
Fuente: J reyes, 2006
Perfil longitudinal y rasante

Se analizan las secciones que se forman a lo largo de la carretera
cuando es cortada con un plano perpendicular a su eje. Con ellas
se puede conocer posteriormente el movimiento de tierras y la
necesidad de obras de arte o estructuras. Las secciones
transversales cambian en tangente y en curva
Secciones transversales
Sección transversal - Tramo tangente
Fuente: adaptado de Manual de diseño geométrico para carreteras
DG-2001
Fuente: Adaptado de Mannering
Y Kilareski

Secciones transversales en tramo curvo
La sección es diferente a la del
tramo recto. Hay una
inclinación de la curva circular
conocida como peralte
Fuente: Google imágenes
Fuente: James Cárdenas

2. Condiciones de operación de los Vehículos
Vehículos de diseño
Condicionan los aspectos de dimensionamiento geométrico y estructural
de una carretera, por ejemplo:
• El ancho del vehículo adoptado incide en el ancho del carril, bermas y
sobreancho de curvas
• La distancia entre ejes influye en los radios mínimos
• La relación “peso bruto/ potencia” guarda relación con la pendiente
admisible.
• Las longitudes mínimas de curvas verticales depende de la altura del
ojo de conductor y objeto estacionario sobre la rasante

Dimensiones – vehículos ligeros (automóviles y camionetas hasta 1.5 Tn)
Para el cálculo de las distancias de
parada y sobrepasohf (altura de faros delanteros): 0.60 m
hc (altura de ojos del conductor):1.07 m
h (altura de obstáculo fijo en la carretera):0.15 m
hc (altura de ojos de un conductor de camion o bus): 2.50 m
hl (altura de luces traseras de un automóvil o menor altura perceptible
de carrocería): 0.45 m
ht (altura del techo de un automóvil) :1.30 m
Fuente: Cal y Mayor, 2000
5.8 m
2.10 m

Características de los Vehículos
Vehículo pesado
Las dimensiones máximas
de los vehículos a emplear
en el diseño geométrico
serán las establecidas en el
Reglamento de Pesos y
Dimensión vehicular para la
circulación en la Red Vial
Nacional
Fuente: Cal y Mayor

Giros de los vehículos
El espacio mínimo absoluto para ejecutar un giro de 180° en el sentido de
movimiento de las agujas del reloj, queda definido por la trayectoria que sigue la
rueda delantera izquierda del vehículo (trayectoria exterior) y por la rueda trasera
derecha (trayectoria interior). Además de la trayectoria exterior, debe considerarse
el espacio libre requerido por la sección en volado que existe entre el primer eje
y el parachoques, o elemento más sobresaliente.
La trayectoria exterior queda determinada por el radio de giro mínimo propio del
vehículo, y es una característica de la fabricación.
La trayectoria interior depende de la trayectoria exterior, del ancho del vehículo, de la
distancia entre el primer y último eje y de la circunstancia que estos ejes pertenecen
a un camión del tipo unidad rígida o semirremolque articulado.

Condiciones de operación de los Vehículos
Giros mínimo de los vehículos

Fuente: Manual de diseño Geométrico para Carreteras DG 2007

3. Características del Terreno
Los terrenos pueden ser planos, ondulados o accidentados. La pendiente transversal del terreno
al eje de la carretera determina 3 tipos de carretera:
Terreno plano
Fuente: Quintana, Altez
Terreno accidentado
Fuente: propiaTerreno ondulado
El tipo de terreno es importante en el sentido que limita el diseño de la carretera
Y lleva a menores niveles de servicio cuando la topografía es muy variable.

Representación del terreno
El terreno se suele representar a través de curvas de nivel los cuales posteriormente
permiten una reproducción digital de la superficie
Debido al uso común de curvas
de nivel, una de las metodologías
más usadas en el trazo de alternativas
de una carretera es el método de la
pendiente constante.
Fuente: J. Reyes, 2006
Curvas de nivel Modelo digital
3. Características del Terreno

Clasificación de carreteras – Norma Peruana
Las carreteras se clasifican de acuerdo a:
 Su función
 A la demanda
 Condiciones orográficas
• Según su función se clasifica en:
 sistema Nacional (carreteras de
penetración y longitudinal)
 Sistema Departamental
 Sistema Vecinal
Sistema departamental
Red vial Lima
Fuente: MTC

Red Vial Peruana
Fuente: MTC
Fuente: MTC

Clasificación de acuerdo a la demanda
• Autopistas: (IMDA > 4,000 veh/día, control total de accesos)
• Carreteras Duales: (IMDA >4,000 veh/día, control parcial de
accesos)
• De 1ra Clase: (IMDA entre 2,000 y 4,000 veh/día)
• De 2da Clase: (IMDA entre 400 y 2,000 veh/día)
• De 3ra Clase: (IMDA hasta 400 veh/día)
• Trochas Carrosables: (IMDA no especificado)

Según el tipo de Terreno
Las carreteras se clasifican de acuerdo a la orografía. La pendiente transversal del terrenoLa pendiente transversal del terreno
al eje de la carretera determina 4 tipos:
 Tipo I: pendiente entre 0 y 10%
 Tipo II: pendiente entre 10% y 50%
 Tipo III: pendiente entre 50% y 100%
 Tipo IV: pendiente > 100%
Fuente: I.Cabrera

fuente: Manual de diseño geométrico para carreteras DG – 2001
Tabla 104.01 Determinación de la velocidad de diseño

Ubicación y trazado de rutas
origen
destino
Fuente: Adaptado de Quintana y Altez
Tres posibles rutas

Ubicación de rutas
En general la ubicación de rutas en áreas urbanas y rurales deben seguir los mismos
Principios generales como:
 Debe ser lo más directa posible.
 Bajas y cortas pendientes
 Debe ser segura para todos los usuarios
 Menor costo económico.
 Minimizar daños en el medio ambiente

Factores de ubicación de rutas en zona rural
Los factores de ubicación de rutas en zona rural se dividen básicamente en factores
relacionados con el flujo de tráfico y factores físicos.
En cuanto a los factores relacionados
con el flujo de tráfico podemos mencionar:
Población (existente y propuesta)
Patrones de viaje O-D (origen-destino)
 Rutas alternativas
• Tamaño y clase
• Volúmenes de tráfico existentes
Actual y futuro uso del suelo
Ruta B
Ruta A
Es preferible que una ruta
pase cerca de zonas urbanas.
Ruta A es preferible a B
Zona urbana
Zona urbanaZona urbana
Zona urbana

Entre los factores físicos podemos mencionar:
1. Pendientes
• No deben ser tan pronunciadas o mantenidas en
tramos considerables, especialmente debido al
efecto sobre los camiones.
• Si la pendiente es muy pronunciada estudiar la
necesidad de carriles de ascenso.
• Tratar de compensar el movimiento de tierras,
es decir cortes y rellenos.
Fuente: Propia

Chequeo de las pendientes longitudinales y transversales
Chequeo de
la pendiente se
realiza con
eclímetro

Chequeo de
la pendiente se
realiza con
eclímetro
Fuente: Propia

2. Movimientos de tierra
Los continuos movimientos de tierra elevan considerablemente el costo deelevan considerablemente el costo de
construcciconstruccióónn de una carretera. Debe tratarse de que exista un balance entre los volúmenes
de corte y relleno. En caso de que el material excavado no cumple con los requisitos para
la construcción de terraplenes, deberá utilizarse material de préstamo.
 Evitar la excesiva importación/
exportación de material
 Uso eficiente de equipos
 Efectuar los rellenos en sentido de
avance de la carretera
 Minimizar el uso de explosivos ya que
se pueden requerir según la dureza del material
Fuente: Quintana y AltezRecomendaciones

Cambio de ruta
debido a zona rocosa.

Análisis de posibles rutas através de un terreno accidentado
Fuente: José Céspedes
Corte x-x
abra
abra
abra
X
X
Plano de curvas
de nivel
Representación
de un abra o
portezuelo

3. Facilidad de Unión con la actual red de carreteras
4. Puentes y viaductos
Algunas veces la carretera debe cruzar ríos o acantilados y para ello deben usarse puentes
Sin embargo debe recordarse que:
 Hay que tratar de minimizar la luz del puente
 Se van a necesitar trabajos de cimentación
 La Posición y ancho del río es importante
5. Red ferroviaria
 Preferible colocar el camino
sobre los rieles del tren y en secciones
en corte.
Fuente: Propia

Además hay otros factores físicos como:
 Zonas con material orgánico o de mala calidad para la construcción de la vía
Napas freáticas muy cercanas a la superficie
 Número y dirección de los cursos de agua
 Acumulación de nieve en la carretera.
Efecto en la armonía del paisaje
 Paso de la carretera por zonas destinadas a la agricultura o sobre zonas
protegidas (arqueológicas)
 Características geológicas de la zona
 Clima de la región
 Evitar en lo posible la expropiación de terrenos.
Se muestran algunos ejemplos de factores físicos en las
siguientes diapositivas.

Zona de taludes inestables
debido a presencia de
material orgánico y
abundante presencia de
agua. Requerirá drenaje.

Orientación favorable de los
estratos con respecto a la vía.
(Fuente: Propia)
Orientación desfavorable de los
estratos con respecto a la vía.
(Fuente: Propia )

Zona con abundante material
orgánico y presencia de agua. Fuente: Quintana y Altez
Napa Freática muy alta, que
podría afectar la estabilidad y
resistencia del terraplén o
pavimento de la vía.

Fuente: Propia
El número de estructuras a proyectarse
como: Alcantarillas, puentes o pontones
influye directamente en la selección de las
posibles alternativas de rutas

Se aprecian las formaciones rocosas
extensas en la margen derecha del río,
lo que hace inviable la ruta , además
se tienen pendientes transversales casi
verticales de las paredes rocosas.
Chequeo de la geología existente
Mapa geológico

Chequeo de la geología existente
Presencia de suelo
inestable en la ruta
que pone en riesgo la
superficie de rodadura
Fuente: Propia

Condiciones climatológicas
Las condiciones climatológicas
y la presencia de nieve y lluvias
puede ser un factor esencial en el
funcionamiento futuro de la
carretera. Si en una zona hay muchas
lluvias y el agua ingresa en las capas
interiores de la calzada y luego se
solidifica debido a las temperaturas
bajo cero de la zona, el pavimento
sufrirá serios daños debido a los
esfuerzos generados.

Condiciones climatológicas
Fuente: Propia
Paso Internacional los LibertadoresPaso Internacional los Libertadores
Túnel con 3.08 Km de longitud
Ubicado a 3500 m.s.n.m

Actividades de las poblaciones y zonas agrícolas
Fuente: Quintana y Altez Fuente: Quintana y Altez
Debe evitarse cruzar zonas agrícolas para no dañar la infraestructura
implementada o reducir los ingresos económicos de la población afectada.

Los factores físicos mencionados anteriormente también se pueden
clasificar en:
•Determinantes primarios (puntos de paso obligatorio)
• Determinantes secundarios (Puntos de control (positivos y negativos )
• Factores geológicos, hidrológicos, climáticos, técnico - económico
(movimiento de tierras) y sociales ( actividades de la población).

Ejemplos de determinantes secundarios positivos y negativos
poblado
poblado
Zona
Agrícola DS-
DS-
pantano
Restos
Arqueológicos
DS+-
Fuente: adaptado de José Céspedes
Parte más
estrecha de Río
DS+
Abra
DS+
Vía existente
DS+
d. primario
d. primario

Información requerida para la ubicación de rutas
• El propósito del reconocimiento de rutas es determinar cual de las rutas planteadas
es la mejor. Esto se determina a travEsto se determina a travéés de una comparacis de una comparacióón de las caractern de las caracteríísticassticas
ffíísicas de cada una de las posibles rutas y los costos de construcsicas de cada una de las posibles rutas y los costos de construccicióón, uso yn, uso y
mantenimiento que originanmantenimiento que originan.
• Permite indicar en que ruta se debe realizar los estudios definitivos de ingeniería
• Permite establecer el efecto posible de la carretera en el desarrollo económico de
la región.
• Indica los posibles efectos negativos en el paisaje natural y medio ambiente.

Información requerida para el reconocimiento de rutas
Las fuentes de información comunes son: planos de la región, fotografías,
recorridos de la zona de proyecto y estudios ya existentes
Fuentes en el Perú
• Instituto Geográfico Nacional
• Fuerza Aérea del Perú: Dirección de Servicio Aerofotográfico Nacional (SAN)
• Ministerio de Transportes y Comunicaciones
• Ministerio de defensa
Para estudios de carreteras se pueden usar los siguientes mapas:
• Mapa del Perú a escala 1/1000 000 redactado en base a la carta
nacional y otros levantamientos evaluados por el IGN.

Para estudios de carreteras se pueden usar los siguientes mapas:
•Planos de Curvas de Nivel del IGN a una Escala adecuada
dependiendo de las dimensiones del proyecto.
• Fotografías aéreas a diferentes escalas a cargo del SAN.
Los estudios básicos de ruta se realizan generalmente sobre una carta, o sobre
fotografías aéreas donde se señalan los determinantes primarios, secundarios,
y se podrá marcar información de las poblaciones, zonas de producción,
Intensidad de lluvias, tipos de terrenos, formaciones geológicas etc.

Información
Preliminar
•Cartas nacionales
•Planos existentes
•Determinar los puntos
de control primario
•Determinar los puntos
de control secundario
Fuente: IGN

Información
Preliminar
•Cartas nacionales
(1:25000)
•Planos existentes
(1:5000)zonas
urbanas
Fuente: propia
Trazo de ruta sobre plano de curvas de nivel

Información
Preliminar
•Fotografías aéreas
Fuente: SAN

Información
Preliminar
•Fotografías aéreas
Fuente: Propia

Fuente: Propia

Reconocimiento de rutas por tierra
Instrumentos básicos para el reconocimiento
• Eclímetro
• brújula
• Podómetro
• Altímetro (Aneroide compensado para las temperaturas)
• Reloj
• Prismáticos
• Cámara fotográfica
• Cinta métrica ( 30m mínimo)
• GPS (podrá reemplazar a alguno de los anteriores
• Libreta de campo, y demás útiles de escritorio
Se evalúan todos los factores físicos (DS), y condiciones de
desarrollo que estén involucrados con las alternativas.

Trazo de rutas sobre
un plano de curvas
de nivel
Fuente: J. Reyes, 2006

1. Alineamiento Ideal AB . (línea recta que une DP)
2. Alineamiento Teórico ACDB (considera DS)
3. Alineamiento real
Tipos de Alineamientos
Fuente: Adaptado de José Céspedes

Fuente: Propia

A
B
La línea AB trazada tiene una pendiente
determinada. Si se expresa en tanto por
ciento, se obtiene como:
Dv : diferencia de
cotas entre A y B
Dh : distancia
horizontal entre A y BDv
Dh
A
B
P% = Dv x 100
Dh
Método de la pendiente constante o línea de gradiente
Fuente: propia
Trazado de rutas
Escala: 1:5000
Pendiente de una línea en el plano

Los tramos en tangente en una carretera tienen valores de pendiente que
dependen de : la velocidad directriz, la orografía y la demanda.
Los valores máximos varían según las condiciones, pudiendo ser por ejemplo
5%, 6%, 7%. El valor mínimo por drenaje sugerido en zona de corte es 0.5%.
Se acostumbra trabajar con un valor de pendiente menor al máximo para
establecer la línea de gradiente que servirá para determinar los posibles ejes de
la carretera.
En zonas montañosas el trazo debe acomodarse de tal forma de evitar los
movimientos de tierra excesivos. Lo común es el faldeo de las áreas elevadas.

fuente: Manual de diseño geométrico para carreteras DG – 2001
Tabla 403.01 Pendientes Máximas

100
105
110
5 m
100
(a escala 1/5000)
P= 5%
Supongamos que la pendiente máxima permitida es de 7% (según manual de
MTC), y tenemos un plano de curvas de nivel (1/5000) con curvas espaciadas
cada 5 metros (cotas)
Abertura del compás: 100 m
a escala del plano
Línea de gradiente: está formada por la
unión de puntos trazados sobre las
curvas de nivel manteniendo una
pendiente constante
Ejemplo de línea de gradiente
Fuente: propia
Línea de gradiente

Trazo del eje valiéndose de la línea de gradiente constante
Fuente: Adaptado de Guerra Bustamante
(1) Línea de gradiente
(2) Tramos tangente
(3) Trazo definitivo

El alineamiento que se ciña más a la línea de gradiente tendrá un mayor
recorrido, disminuirá la pendiente, el trazo será más sinuoso, tendrá curvas
de menor radio y el movimiento de tierras será menor
Pero debe haber un equilibrio entre la características técnicas y el costo de la
obra.
En proyectos importantes suelen necesitarse estudios geológicos y
geotécnicos para determinar las alturas máximas y la inclinación de los
taludes en corte. Cuando los estudios lo determinan es necesario recurrir a
muros de contención, concreto lanzado y escalonamiento de Taludes.
La estabilidad de los taludes también es determinante por que si no son
estables los costos de mantenimiento son elevados

Ejemplo de alineamiento en terreno plano
Se aprecian tangentes largas, curvas circulares de radios
extensos y grandes longitudes de curvas verticales

Ejemplo de alineamiento en terreno montañoso
Fuente: Quintana y Altez Fuente: Ing. Carreteras-PUCP, 1998
• Es común el método de faldeo
• Bajas velocidades de diseño
• Curvas cerradas
• Constantes subidas y bajadas
• Fuertes movimientos de tierras
• Altos costos económicos
• Presencia de curvas consecutivas
• Ancho mínimo de calzada.

El diseño geométrico está regido por la velocidad directriz que se define como:
“la máxima velocidad que se podrá mantener con seguridad sobre una sección
determinada de la carretera, cuando las circunstancias sean favorable para que
prevalezcan las condiciones de diseño”. La velocidad directriz se determina
mediante la demanda de tráfico, el tipo de terreno y la clase de vía
Velocidad
directriz
Alineamiento horizontal
Alineamiento vertical
Secciones transversales
•Demanda
•Orografía
•Tipo de vía
Diseño Geométrico del Camino

Estimación de la demanda
“ El objetivo del estudio de la circulación es deducir las relaciones existentes entre sus
Características (cantidad de vehículos que circulan por unidad de tiempo y velocidad).
La acertada predicciLa acertada prediccióón del volumen de demanda, composicin del volumen de demanda, composicióón, distribucin, distribucióónn
y la evoluciy la evolucióón que esta variable puede experimentar a lo largo de la vidan que esta variable puede experimentar a lo largo de la vida úútiltil
de disede diseñño es indispensable para seleccionar la categoro es indispensable para seleccionar la categoríía de la va de la víía.a.
La estimación de la demanda juega un papel importante en la estimación de la
Velocidad de diseño de la carretera. Las condiciones de seguridad y confort
dependerán de la apropiada estimación de la demanda”.

“Es el número de vehículos que pasan por
un punto o sección transversal, de un carril
o de una calzada durante un período de tiempo
determinado”
Características
Espaciales
• Ocupan un
lugar
Temporales
• Consumen tiempo
• Varían constantemente
Fuente: Área transporte-PUCP
Volumen de tránsito

Q = N/T
Q: volumen de tránsito
N: número de vehículos que pasan
T: período determinado (tiempo)
De acuerdo al valor que tome T, los volúmenes pueden ser:
• Tránsito anual (TA) T = 1 año
• Tránsito mensual (TM) T = 1 mes
• Tránsito semanal (TS) T = 1 semana
• Tránsito diario (TD) T = 1día
• Transito horario (TH) T = 1hora
• Tasa de flujo o flujo (q), T<1hora
Volúmenes de tránsito
absolutos
Nota: no es necesario orden cronológico
Volumen de tránsito

“Es el número total de vehículos que pasan durante un período dado
(en días completos) igual o menor a un año y mayor que un día”.dependiendo
del período de recolección de datos puede ser:
• Tránsito promedio diario anual (TPDA) o IMDA
• Tránsito promedio diario mensual (TPDM)
• Tránsito promedio diario Semanal (TPDS)
TPDA = TA/365
TPDM = TM/30
TPDS = TS/7
Tránsito promedio diario

• Volumen horario máximo anual (VHMA)
Es la hora de mayor volumen de las 8760 horas del año
• Volumen horario de máxima demanda (VHMD)
Es el máximo número de vehículos que pasan por un punto o sección de
un carril durante 60 minutos consecutivos
• Volumen horario de proyecto (VHD)
Es el volumen de tránsito horario que servirá para determinar las características
geométricas de las vías.

TPDA
El valor del TPDA es un valor medio, que es usado en el análisis del tráfico que circula. Pero
es un valor medio que no representa muchas veces las fluctuaciones del tráfico en el día,
siendo superado muchas veces.
En caminos donde el tránsito es importante y presenta muchas variaciones, no es el TPDA el
que determina las características que deben otorgarse al proyecto para prevenir problemas de
congestión y ofrecer al usuario condiciones de servicio aceptables. En estos casos el Volumen
horario de diseño es usado.

Velocidad
60 km/h
75 km/h
80 km/h
Los vehículos viajan a diferente velocidad
y generalmente no mantienen una
velocidad constante.
Existen diferentes velocidades definidas, de acuerdo a la finalidad que se persiga
(accidentes, operación del transporte público, modelos teóricos de flujo vehicular, etc)
Tenemos: veloc. Instantánea, de recorrido, de marcha, espacial etc.

Velocidad de recorrido
Es el resultado de dividir la distancia recorrida entre el tiempo total de viaje.
Es la velocidad de un vehículo a su paso por un determinado punto de una
carretera o calle
Fuente: I.Cabrera
Velocidad instantánea

Velocidad media de recorrido
Para un grupo de vehículos es la suma de sus distancias recorridas dividida entre
la suma de los tiempos totales de viaje.
Velocidad de marcha
Conocida como velocidad de crucero; es resultado de dividir la distancia recorrida
entre el tiempo durante el cual el vehículo estuvo en movimiento. Es mayor a la
velocidad de recorrido.
Velocidad media de marcha
Se define como la razón entre la distancia total recorrida entre el tiempo total de
marcha de los vehículos
Cuando no se disponga de un estudio de velocidad de marcha, se tomarán como valores
teóricos los comprendidos entre el 85% y 95% de la velocidad de diseño.

Diferencia de Velocidad de Recorrido y Velocidad de Marcha:
Su diferencia es que la Velocidad de Recorrido toma todas aquellas demoras
operacionales por reducciones de velocidad y paradas en la vías, el tránsito y los
dispositivos de control, ajenos a la voluntada del conductor; Y la Velocidad de
Marcha se descontará del tiempo total de recorrido, todo aquel tiempo que el
vehículo se hubiese detenido, por cualquier causa.. Por lo tanto esta velocidad será
de valor superior a la de recorrido.
Fuente: Manual de diseño Geométrico DG-2001

Velocidad
Velocidad de proyecto, diseño o velocidad directriz.
Es la máxima velocidad a la cual pueden circular los vehículos con seguridad sobre
una vía cuando las condiciones atmosféricas y del tránsito son favorables y las
características geométricas del proyecto gobiernan la circulación
• categoría de la vía
• volúmenes de tránsito
• topografía
• disponibilidad de recursos
Depende de:
Se debe considerar como longitud mínima de un tramo la distancia correspondiente a 2 kms
y entre tramos sucesivos no se deben presentar diferencias en las velocidades de diseño
superiores a los 20 kph.

El alineamiento horizontal está formado por la sucesión de tramos rectos (tangentes)
y tramos curvos. Los tramos curvos pueden ser curvas simples o curvas compuestas,
las cuales pueden ser unidas a los tramos tangentes mediante curvas de transición
(clotoides).
tangente
Curva circular
Curva circular
Fuente: José Céspedes

Fuente: AASHTO
Tangente
Curva de transición
Curva circular
Componentes
Fuente: AASHTO

• Las longitudes mínimas y
máximas de los tramos en
tangente dependerá de la
velocidad directriz y del tipo de
alineación que definan las
curvas y tangentes (S o O).
Tramos en tangente

Tramos en tangente
• Se busca eliminar problemas
relacionados con el cansancio,
deslumbramiento y exceso de
velocidad
Lmin.S (m)= 1.39 Vd
Lmin.O (m) = 2.78 Vd
Lmáx (m) = 16.70 Vd
“Vd” en km/h

Fuente: Adaptado de Manual de diseño Geométrico para carreteras DG-2001

Distancia de Visibilidad de Parada (Dp)
Es la mínima distancia requerida para que se detenga un vehículo que viaja a la
velocidad de diseño, antes que alcance un objetivo inmóvil que se encuentra en
su trayectoria
d1 d2
Objeto
Estacionario
Vehículo viajando, cerca
o la velocidad de diseño
Dp = d1 + d2
Fuente: propia
0.15 m
La distancia de visibilidad de parada se calcula en dos partes: teniendo en cuenta
la reacción del conductor y un proceso de deceleración constante hasta detenerse

d1 depende de:
-La reacción natural (edad)
-Visibilidad (clima)
-Características del objeto
estacionario
d2 : es la distancia
de frenado, resultado
de un proceso de
desaceleración constante
d1: distancia percepción-reacción
Fuente: propia
d1 d2
Objeto
Estacionario
0.15 m
Dp = d1 + d2

d1: distancia percepción-reacción
d1 d2
Objeto
Estacionario
0.15 m
Dp = d1 + d2
Fuente: propia
Es la distancia que recorre el vehículo desde el momento que el conductor
observa un obstáculo en la carretera hasta que aplica los frenos. Es un movimiento
uniforme, donde el tiempo que transcurre se llama tiempo de percepción-reacción
y el proceso es denominado PIEV (percepción, , emoción y volición).
La AASHTO recomienda un tiempo de 2.5 segundos para este proceso, el cual
corresponde al percentil 90 de los tiempos de reacción de algunos estudios.

Distancia de Visibilidad de Parada
Dp = Vt + V2
2g (f ±G)
Efecto de la pendiente en la Dp
mg
F
Movimiento con deceleración constante
N F = f*N (fricción longitudinal entre las llantas y el pavimento)
∑Fx = 0 N = F = f*N
∑Fy = 0 -F = ma
a = -fg
Vf2 = V2 + 2ad
0 = V2 – 2 (fg)d
d = V2
2gf
t: tiempo de percepción-reacción
f: coeficiente de fricción longitudinal
G: pendiente
En una pendiente ascendente el vehículo necesitará una menor “Dp” en comparación
con una pendiente descendente

Distancia de Visibilidad de Parada
Distancia de parada sobre pavimento húmedo (AASHTO)
La tabla muestra los coeficientes de fricción relacionados a cada velocidad de
diseño.

Figura 402.05
La distancia de parada “Dp” se ve afectada de acuerdo a si la pendiente es
positiva o negativa

Distancia de Visibilidad de paso
• Proceso asumido en 2 etapas incluyendo las distancias (d1, d2, d3, d4)
• Los vehículos analizados principalmente son los vehículos que viajan
en sentido contrario
Es la distancia mínima necesaria para que un vehículo pueda adelantar a
otro sin tener problemas con un tercer vehículo que viaja en sentido
contrario. Se analiza en calzadas compuestas por dos carriles.
d1 d2 d3 d4
(1) (2)
Fuente: propia
(3)

Distancia de visibilidad de paso
d1 d2 d3 d4
(1) (2)
Primera etapa
Vehiculo 1 recorre d1
Vehiculo 2 recorre una distancia < d2
Fuente: propia
(3)

Se ha estimado que el tiempo necesario para conseguir esta distancia
Varía de 3.7 a 4.3 s y que la aceleración varía de 2.27 a 2.37 m/s2
La expresión que permite calcular la distancia d1 es:
d1 = 0.278t (v – m + at )
2
Donde:
t: tiempo de la maniobra inicial (s)
a: aceleración promedio (km/h/s)
v: Velocidad promedio del vehículo
(km/h)
m: diferencia de velocidad entre el
vehículo que sobrepasa y el adelantado
d1: Es la distancia recorrida durante el tiempo de percepción reacción y la
aceleración inicial para alcanzar el punto de cambio de carril

Primera etapa
Segunda etapa
1/3 d2 2/3 d2 d3 d4
Fuente: propia

d2: distancia recorrida por el vehículo que sobrepasa mientras
ocupa el carril izquierdo
Se ha encontrado que el tiempo promedio que un vehículo ocupa el carril
izquierdo varía de 9.3 a 10.4 s.
El vehículo que adelanta tiene en promedio una velocidad de 15 km/ h
mayor a la del vehículo sobrepasado
d2 = 0.278 v t
Donde:
t: tiempo que el vehículo ocupa carril izquierdo (s)
v: Velocidad promedio del vehículo (km/h)

d3: distancia entre el vehículo que sobrepasa al final de su maniobra y el
vehículo que viaja en sentido contrario.
Se ha encontrado (AASHTO) que la distancia d3 varía de 30 a 90 m según
la velocidad
d4: Distancia recorrida por el Vehículo que viaja en sentido contrario
Se asume que el vehículo que adelanta y el que viaja en sentido contrario
tienen la misma velocidad
Finalmente d4 = 2/3 d2

Efecto de la pendiente en la distancia de paso
Pendiente (%) +
- Se necesitaría mayor distancia para sobrepasar
- La aceleración sería menor
- Se necesitarian mayores tiempos
- El vehículo en el carril contrario podría tener mayor
velocidad
- Los vehículos sobrepasados son camiones usualmente

Efecto de la pendiente en la distancia de paso
- La distancia necesaria para adelantar sería más corta
- La velocidad y aceleración podrían ser mayores
- El tiempo para sobrepasar sería menor
- El vehículo sobrepasado también podría acelerar
Pendiente (%) -

Figura 402.06
Comentario: estas distancias de paso ya incluye la suma de las distancias d1, d2, d3, y d4 mencionadas
anteriormente.

• Cuando no existen impedimentos impuestos por el terreno y que se reflejan
por lo tanto en el costo de construcción, la visibilidad de paso debe asegurarse
para el mayor desarrollo posible del proyecto.
• Se deberá evitar que se tengan sectores sin visibilidad de adelantamiento
en longitudes superiores a las de la Tabla 205.01, según la categoría de la
carretera.
• Los sectores con Visibilidad Adecuada para adelantar deberán distribuirse
lo más homogéneamente posible a lo largo del trazado

Categoría de la Vía Longitud (m)
Autopistas y Multi-carril 1500
1ra Clase 2000
2da clase 2500
Tabla 205.01
Longitud máxima sin visibilidad de adelantamiento en sectores
conflictivos
Fuente: adaptado de Manual de diseño Geométrico para carreteras DG-2001

• En un tramo de carretera de longitud superior a 5 Kms, emplazado en
una topografía dada, se procurará que los sectores con visibilidad
adecuada para adelantar, respecto del largo total del tramo, se
mantengan dentro de los porcentajes que se indican en la Tabla 205.02.
Fuente: adaptado de Manual de diseño Geométrico para carreteras DG-2001

Diseño geométrico de carreteras clases upc 01 (1) (1)

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Diseño geométrico de carreteras clases upc 01 (1) (1)

Similar a Diseño geométrico de carreteras clases upc 01 (1) (1) (20)

Último

Último (20)

Diseño geométrico de carreteras clases upc 01 (1) (1)