curso de caminos 1 - ingenieria civil

1. TEMA
3
Ing. Oscar Fredy Alva Villacorta
Docente de la Facultad de Ingeniería Civil
3

2. El estudio de trazado de una carretera implica una
búsqueda continua, una evaluación de las posibles rutas
que se pueden localizar en cada una de las fajas de
terreno que han quedado para su estudio más detalladoterreno que han quedado para su estudio más detallado
después de los reconocimientos y la evaluación de las
rutas.
Los métodos para realizar el reconocimiento de campo de
las rutas son el terrestre y el aéreo utilizados por
separado o conjuntamente.

3. Reconocimiento topográfico terrestre.
Se recorrerá nuevamente cada una de las fajas seleccionadas como mejor ruta
en el reconocimiento. En este recorrido se obtendrá información adicional sobre
la ruta y se establecerá en ella una línea o poligonal (Línea Preliminar de trazo
o “Línea P”) que constituye el trazado de la carretera, y que será la primera
aproximación al eje de la futura vía.
Criterios para el trazado
El trazo se realizará teniendo presente los siguientes criterios:
1. Tipo de vehículo que predominará en la vía,
2. Radios mínimos de curvatura ( están en función de la velocidad directriz), y
3. Pendientes máximas que se pueden emplear (establecido por el DG-2001)

4. Estudio del trazado
Según que se trate de terrenos planos o accidentados, se
considera:
1. Reconocimiento de trazo en terreno plano, independiente
de la gradiente; y
2. Reconocimiento de trazo en terreno accidentado,
controlado por la gradiente.

5. 1. Trazado en terreno plano independiente de la gradiente.
Se presenta este caso cuando el reconocimiento se hace en terreno llano, donde
las ondulaciones tienen menor pendiente que la admitida como máxima en la
carretera. La dirección del trazado puede variarse a voluntad y como no está
subordinado a los accidentes del terreno, se procurará que se acerque a la líneasubordinado a los accidentes del terreno, se procurará que se acerque a la línea
recta.
2. Trazado en terreno accidentado, controlado por la gradiente.
Esta forma de reconocimiento se presenta en terrenos quebrados o accidentados,
donde las pendientes son mayores que la admitida como máxima en el trazo, en
donde es forzoso recurrir a desarrollos artificiales y a frecuentes y pronunciados
cambios de direcciones en los alineamientos debido a la necesidad de buscar
terreno de pendiente apropiada originando aumento de longitud en la carretera

6. A. Línea de Gradiente en un
plano
Con el plano a curvas de nivel
y establecidos los puntos
terminales de la carretera y losterminales de la carretera y los
puntos de control, el siguiente
paso será trazar la línea de
gradiente (Línea de banderas,
línea de ceros o línea a pelo
de tierra).
Esta línea es la base para
proyectar la Línea poligonal.
Para el efecto, se necesita
conocer la pendiente y la
equidistancia entre las curvas
de nivel.
%
100
i
100
i
E
Ltambiéno
i
E
L
E
L
====
××××====⇒⇒⇒⇒====

7. Entonces, Lc es la distancia horizontal que se necesita para ascender o
descender saltando de curva en curva contiguas. Esta longitud debe estar a
escala del plano, luego la abertura o separación de las puntas del compás será:
Cálculo de la Abertura del Compás (Lc)
planodelEscaladondeLC ====××××====
D
1
;
D
1
i%
E
Cuando en el plano a curvas de nivel está indicada la escala gráfica,
simplemente, la abertura del compás se toma directamente de esta escala.

8. Forma de trazar una línea de gradiente en un plano a curvas de nivel
con el compás

9. Cálculo de la Abertura del Compás
Como la línea de gradiente será la base para la ubicación de la
poligonal, al recorrer esta línea debe darse un coeficiente de seguridad
en la pendiente utilizada. Este coeficiente varía de 0.5 a 2%, menos
que la pendiente máxima de la carretera en el Estudio Definitivo o seaque la pendiente máxima de la carretera en el Estudio Definitivo o sea
cuando se traza el eje.
Este coeficiente varía de acuerdo al terreno y comúnmente se aplica
de la forma siguiente:
Para terrenos ondulados, el coeficiente de seguridad es de 0.5
a 1.0%
Para terrenos accidentados, el coeficiente de seguridad es de 1
a 2%.

10. Calcular la abertura del compás para trazar la línea de gradiente en un plano a
curvas de nivel:
• Escala 1/2000
• Equidistancia de curvas es 2 m.
Ejemplo:
• Equidistancia de curvas es 2 m.
• La carretera tendrá una pendiente máxima de 5% y estará ubicada en un
terreno entre topografía ondulada y accidentada.
De acuerdo a los datos E=2 m. e i = 5 – 1 % = 4% (se está aplicando un
coeficiente de seguridad de 1 de acuerdo al tipo de terreno), reemplazando:
L c = (2 / 4%) x 100 x (1/2000) = 0.025 m = 2.5 cm.
planodelEscaladondeLC ====××××====
D
1
D
1
i%
E

11. En terrenos accidentados el unir dos puntos con una “Línea de gradiente”,
es más interesante que el enlace con una línea recta.
Imposibilidad de enlazar dos puntos con una
línea recta

12. Cuando se permite que la línea cruce el terreno y vaya por encima o por debajo,
deberán hacerse rellenos y cortes respectivamente.
Partiendo de A se puede llegar a B en la cota 100; la línea que une AB tendrá
una pendiente, por ejemplo -5% e ira sobre el terreno.

13. a) Llevar desde un origen una línea de gradiente sin especificar el punto de llegada
1. Se establece la pendiente a usar y se obtiene la abertura de compás (distancia
horizontal a escala del plano).
2. Se fijan los puntos sucesivos que sigan el alineamiento más conveniente, dentro de
Casos de llevar una línea de gradiente en un plano
2. Se fijan los puntos sucesivos que sigan el alineamiento más conveniente, dentro de
los límites de cortes y rellenos especificados.
Bajar de la cima de un cerro con una línea de gradiente

14. b) Enlazar dos puntos obligados
Entre dos puntos, el trazado de menor longitud será el que utilice la máxima
pendiente posible, siempre que este sea menor que la máxima permitida. Por
consiguiente, al estudiar el enlace entre dos puntos A y B con una línea de
Casos de llevar una línea de gradiente en un plano
consiguiente, al estudiar el enlace entre dos puntos A y B con una línea de
gradiente, habrá que determinar primero cuál es la pendiente máxima entre
ellos.
El procedimiento a seguir será:
1. Se comienza dibujando a vista una línea que se supone debe de estar
próxima a la línea por trazar y se mide su longitud con un curvímetro.
2. Con esta distancia y el desnivel conocido se obtiene la pendiente de la línea.
Se tienen los siguientes casos:

15. Es el caso más fácil de trazar, la carretera correrá longitudinalmente al valle
1º Unir dos puntos en una misma ladera o vertiente:

16. Si ascendemos desde “A”, recorriendo la quebrada en sentido longitudinal, las pendientes
suaves al principio, gradual y progresivamente aumentan a medida que se aproximan a su
origen en la divisoria. El perfil de esta línea presenta la forma de una curva vertical
cóncava hacia arriba tal como ABC.
2º Unir un punto de la divisoria y otro en el talweg

17. Casos que se presentan:
a) Si la pendiente media del terreno es menor que la máxima del trazado.

18. Casos que se presentan:
b) Si la pendiente media del terreno es mayor que la máxima del terreno.

19. 3º Unir dos puntos separados por una divisoria
Cuando los puntos por unir están separados por una divisoria, el punto de paso será el
abra elegida en el reconocimiento. Se determina la altura de cruce (h) y si se ha de pasar
por un corte a cielo abierto o por un túnel. Se desciende a uno y otro lado hasta alcanzar
los terrenos llanos del valle. Se hace así, porque es más fácil encajar la carretera en el
valle que en la montaña.valle que en la montaña.

20. 4º Unir dos puntos separados por un talweg o quebrada
Se presenta dos casos:
a) Que la dirección general del trazado AB sea transversal al valle.
b) Que lo recorra en su sentido longitudinal CD

21. Cuando el valle que sigue el trazado se presta para efectuar el
alargamiento de la carretera, el sistema de desarrollo es el indicado. Los
desarrollos pueden ser:
1) Desarrollos en Zigzag
Desarrollos
1) Desarrollos en Zigzag
2) Desarrollos contorneantes o en vuelta abierta
3) Desarrollos en lazo.

22. 1º Desarrollos en Zig Zag
Este desarrollo se efectúa en una ladera empezando del punto más bajo y ascendiendo
con la pendiente media, se determina un lugar conveniente para situar una curva de
volteo (lazo loop o revuelta) donde, cambiando de dirección siempre ascendiendo con la
pendiente media, se busca otra zona para ubicar la curva de volteo y regresar
ascendiendo nuevamente.ascendiendo nuevamente.

23. 1º Desarrollos en Zig Zag

24. 2º Desarrollos en vuelta abierta o contorneantes
Se caracterizan porque en ellos se aprovechan las quebradas de orden superior para
ganar altura. Esta es la forma más conveniente de desarrollar y es la que se debe de
buscar de preferencia. Sin embargo, tienen dos desventajas:
1. Es necesario1. Es necesario
hacer obras de
fábrica y rellenos
al paso por las
quebradas. Esto
es caro.
2. Al contornear la
quebrada, el trazo
posiblemente será
muy quebrado con
muchas curvas y
contracurvas de
radio pequeño.

25. 3º Desarrollos de vuelta de lazo
Se caracterizan estos desarrollos porque el trazo está localizado en una quebrada,
recorriendo una de sus laderas por dos veces y por la opuesta una vez. De esta manera,
se gana altura empleando ambas laderas y cruzando la corriente de agua por dos veces y
a diferente altura.

26. 3º Desarrollos de vuelta de lazo

27. A. Línea de Gradiente en el
terreno con eclímetro
Cuando no se cuenta con un
plano a curvas de nivel o
cuando se desea visualizar lacuando se desea visualizar la
línea de gradiente en el
terreno, se realiza el trabajo de
campo para llevar la línea de
gradiente con el uso del
Eclímetro o Nivel Abney que
están gradados en grados y
minutos.

28. Como las pendientes
generalmente se expresan en
porcentaje, a veces se requiereporcentaje, a veces se requiere
pasar de una graduación a otra, lo
cual, dentro de los valores de
pendientes usuales en carreteras,
se puede hacer sabiendo que 1%
de pendiente corresponde a un
ángulo de 0º 34’ 30”.

29. Supongamos que empezamos el estudio estacionados sobre la rasante, como
se ve en la Figura Nº 2-27. Se coloca el eclímetro sobre un jalón de 1.50 m
de alto y se mira por el instrumento al jalonero que está adelante a cierta
distancia. Si se lee 1.50 m en el jalón, ambos puntos están marcando la
rasante deseada, si se lee menos de 1.50 m, la rasante está en corte en el
punto donde está el jalón y si se lee más de 1.50 m, la rasante esta en
relleno.

30. Planta y perfil que muestran los cortes y rellenos al llevar una línea gradiente

31. Formas de llevar un trazado.
a. Trazado a través de una quebrada.

32. Formas de llevar un trazado.
b) Trazado para descender por una ladera ondulada.

33. Formas de llevar un trazado.
c. Trazado para una ruta ubicada en un cerro.

34. Evaluación de los trazados.
La evaluación de los trazados se analizará teniendo en cuenta los
tres factores principales que intervienen para compararlos desde eltres factores principales que intervienen para compararlos desde el
punto de vista de la explotación de la vía. Estos son:
Longitudes,
Pendiente,
Curvatura.