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Auxiliar de Carreteras

TEMA 05
GEOMETRÍA DE LA CARRETERA,
PERFILES LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL,
RASANTE, SECCIONES TIPO.
Promoción Interna de
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TEMA 05

Auxiliar de Carreteras

T E M A 5 : G E O ME T R ÍA D E L A CARRETERA, PERFIL ES, SECTI O NE S
TIPO
Índice

1.- Geometría de la carretera
1.1.- Estado de alineación en planta
1.2.- Estado de alineación en alzado

2.- Perfil del terreno
2.1.- Perfil longitudinal
2.2.- Perfil transversal

3.- Sección tipo
3.1.- Definiciones

4.- Medición y cubicación
4.1.- Medición de elementos lineales
4.2.- Medición de superficies
4.3.- Medición de volúmenes
4.3.1.- Perfiles transversales

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1.- GEOMETRÍA DE LA CARRETERA
1.1- Estado de alineaciones en planta

Un estado de alineaciones consiste en un conjunto de rectas y curvas, con o sin curvas de
transición que definen la forma geométrica de un proyecto de una obra lineal. Siempre viene
acompañado de los datos referentes a longitudes de los tramos, radios de las curvas, ángulos de los
vértices, parámetros y desarrollo de las curvas de transición,..., y las coordenadas de todos aquellos
puntos que se consideran singulares como las tangentes de entrada y salida y los vértices.

El estado de alineaciones es una herramienta fundamental para el proyectista. Este comienza
marcando las rectas que componen la figura a proyectar. Las intersecciones de dichas rectas serán los
vértices de unas curvas circulares que se encajarán entre cada pareja de rectas. Estas curvas serán
entonces tangentes a las dos rectas y su radio dependerá de unas instrucciones mínimas de trazado.
Conocido el radio y el ángulo V, se calcularán el resto de los elementos de cada curva.
Con el valor de las tangentes, y a partir de las coordenadas de V, se pueden hallar la X y la Y
correspondientes a las tangentes de entrada y salida. Estos son datos necesarios para calcular las
coordenadas de cualquier punto de la curva, a partir de su desarrollo desde las tangentes.
Sin embargo no será este desarrollo el dato de partida para la obtención de las coordenadas,
sino la distancia al origen de la obra o PK (punto kilométrico). Cualquier punto dentro de un proyecto
lineal está definido por la distancia al origen. Esta es la distancia existente entre el punto origen del

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proyecto y el punto en cuestión, pero a través de los desarrollos de todas las alineaciones, tanto rectas
como curvas, que se encuentren en el camino recorrido entre el inicio y el punto buscado.
En el estado de alineaciones se han definido tres tipos de alineaciones:
a. Alineaciones rectas.
b. Curvas circulares.
c. Curvas de transición.
a. Curvas circulares.
Los elementos que definen una curva circular son los siguientes:
- O: Centro de la curva.
- V: Vértice. Punto de intersección de las dos rectas tangentes al círculo en los extremos del arco.
- B: Bisectriz. Punto medio del arco.
- M: Punto medio de la cuerda TE TS .
- TE TS: Puntos extremos del arco. En proyectos de obras lineales se denomina a estos puntos
tangentes de entrada y tangente de salida, teniendo en cuenta el sentido de avance de dicho
proyecto.

Para poder replantear una curva circular, tendremos que marcar un número determinado de
puntos que podrán representar físicamente a la circunferencia en el terreno. En nuestras obras esta

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secuencia de puntos ya nos viene dada por el propio proyecto, replanteándose puntos cada 20 ó 25
metros.

b. Curvas de transición.

Son aquellas curvas que permiten una variación gradual decreciente del radio de curvatura. Su
utilización más común es en el proyecto de carreteras, como enlace entre alineaciones rectas y curvas
circulares, con el propósito de suavizar el encuentro entre una curva de radio infinito, como es la recta,
con una curva circular de un radio determinado.
La fuerza centrífuga se define mediante la expresión:

FC 

M  v2
R

Donde FC es la fuerza centrífuga, M es la masa del móvil, v es la velocidad de dicho móvil y R
el radio de la curva. FC es igual a cero en una recta, pero al entrar en una curva adquiere de pronto un
valor determinado, lo cual hace que un vehículo corra el riesgo de salirse a la entrada de la curva, si no
se reduce la velocidad con lo cual disminuiría el valor de FC, como puede verse en la ecuación anterior.
Con este tipo de curvas, al tener una variación decreciente del radio, la fuerza centrífuga
aumenta también de forma gradual. Así se pueden evitar los accidentes, debidos a un exceso de
velocidad, cuando a la entrada de una curva, la fuerza centrífuga aparece bruscamente expulsando al
vehículo de la calzada.

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Existen varios tipos de curvas de transición, lemniscata, parábola cúbica y clotoide, siendo esta
última la más utilizada en el trazado de carreteras.

La clotoide tiene como principal característica el hecho de que su radio disminuye
proporcionalmente a la longitud de su desarrollo. De esta manera un móvil que la recorra a velocidad
constante experimenta una variación uniforme de la fuerza centrífuga.
Es el lugar geométrico de los puntos del plano en los que el desarrollo desde un punto inicial de
la curva L, tangente a una recta, por el radio R en ese punto es igual a un cierto valor elevado al
cuadrado, llamado parámetro A.

L  R  A2

Esto quiere decir que, en una clotoide, el producto del desarrollo L para un punto determinado,
por el radio R en ese mismo punto, es el mismo en todos los puntos de la curva. Por lo tanto el
parámetro A expresa el tamaño de la clotoide

Representación del desarrollo de una clotoide, tramo coloreado de rojo, paso de la alineación
recta de radio infinito a una curva circular de radio constante.

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Ejemplo de estado de alineaciones en el trazado en planta de una carretera

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1.2.- Estado de alineaciones en alzado

La rasante es la proyección de cualquier objeto de características geométricas lineales, sobre un
plano vertical definido a partir del eje longitudinal de dicha figura.
El alzado es la definición gráfica y numérica formada por la rasante.
La planta es la proyección de la rasante sobre un plano horizontal.

La traza es la proyección de la rasante sobre la superficie irregular que forma el terreno donde se
quiere emplazar el objeto.

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Para realizar una definición en alzado, utilizamos un plano vertical. Los ejes de este plano
serán, el desarrollo del eje longitudinal en planta para las abscisas y las diferencias en alturas a un
determinado plano de comparación, para las ordenadas. En la mayoría de los casos el eje de las X
parte del origen del eje longitudinal (PK = 0+000), y las Y a partir de un plano de comparación tal que
ninguna cota del proyecto salga negativa o por debajo de dicho plano de comparación.
Para definir el eje en alzado se trazan unas alineaciones rectas de pendiente conocida, sobre
las cuales encajaremos posteriormente las curvas correspondientes. Estas alineaciones rectas o
rasantes rectas, estarán definidas por puntos cuyas X serán distancias en metros al origen (PK =
0+000), y su Y las cotas o altitudes Z.
La inclinación de estas rectas se mide en tanto por ciento y se denomina pendiente, siendo
positiva cuando la rasante aumenta de cota en sentido de la marcha y negativa cuando está en bajada.
Se admite el término de rampa para pendientes positivas y pendiente para las negativas.

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Los cambios de rasante son los puntos de intersección de rasantes rectas, que se caracterizan
por ser puntos de cambio de valor de la pendiente. Por lo tanto podremos hablar de cambios de
rasante cóncavos BCD y convexos ABC.
Los acuerdos verticales en forma de parábola son curvas que se utilizan para enlazar los
cambios de rasante. Suavizan el cambio de pendiente mejorando la estabilidad y el confort. Esto
además de utilizarse en carreteras, es de aplicación en ferrocarriles, obras de canalización,
conducciones de cualquier tipo de servicio, etc.
Para enlazar dos rasantes con pendientes diferentes se utilizan las curvas de acuerdo vertical.

Las curvas de acuerdo vertical pueden ser de dos tipos:

 convexas ; son las curvas que tienen el centro de curvatura por debajo de la rasante.

Concava

Convexa

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 cóncava ; son las curvas que tienen el centro de curvatura por encima de la rasante.

Kv = es el parámetro de la curva de acuerdo, su valor vendrá determinado por el tipo de curva y la
velocidad específica de la carretera.
En carreteras aumentan la visibilidad, en el caso de cambios de rasante convexos, en los
cambios cóncavos y de noche, la luz de los faros alcanza distancias mayores cuando se utilizan curvas
de acuerdo
Ejemplo de estado de alineaciones en el alzado de una carretera:

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1.2.1.- Pendiente de una recta
Un elemento que identifica a la rasante es la pendiente ( i ), es el cociente entre la diferencia
de cota de dos puntos y la distancia reducida que les separa, la pendiente se puede expresar en tanto
por ciento o en tanto por uno.
Las rasantes pueden ser: Rampas - > subiendo (pendiente i +) , Pendientes -> bajando
(pendiente i -).
La relación entre la diferencia de nivel de dos puntos cualquiera
y su distancia en proyección horizontal la llamamos pendiente.
B
diferencia de nivel
i = --------------------------distancia horizontal

A

a
580 m.

65 m.
B’

de una recta

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Ej.: La diferencia de nivel entre los puntos A y B es de 65 m. y la distancia
horizontal 580 m. la pendiente es:
I = 65 / 580 = 0,1121

;

i = 11,21 %

También se puede expresar la pendiente por el ángulo que forma la recta que
pasa por los puntos A y B con el plano horizontal.
tg. A = P = 0,1121

;

a = arc tg 0,1121

;

a= 7,1068 g.

1.2.2.- Línea de máxima pendiente.

En un plano topográfico con curvas de nivel situamos un punto P cualquiera entre dos curvas,
la línea de máxima pendiente para el punto P, es la línea más corta que pasando por P une las dos
curvas.
A’ A”
*

B”

P
B’

A’B’ = línea de máxima pendiente
B

1.2.3.- Problemas en planos con curvas de nivel
Calcular la cota de un punto A situado entre dos curvas de nivel.

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A

Se traza la línea de máxima pendiente que pasa por A y que corta a las curvas de nivel en los
puntos B y C y se mide la distancia horizontal que las separa, de forma que se puede establecer una
relación entre la distancia d, la equidistancia de las curvas de nivel h, y la distancia que separa el
punto A de una curva de nivel l.

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A

C

A

B’

B’

A’

B

AA’ = l x h
d

h
C

l

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A

B

d

Sobre un plano de curvas de nivel trazar a partir de un punto A una alineación que tenga una
pendiente constante.

Para dibujar la línea que representa la pendiente se necesita calcular su longitud, para ello se debe
relacionar la equidistancia de la curvas de nivel con la pendiente pedida, después se representa la
línea a la escala adecuada y se van trazando arcos de circunferencia entre las curvas de nivel.
En el caso que la alineación a trazar deba unir dos puntos dados, tales como A y B, el
procedimiento a seguir será el siguiente: unimos A y B con una recta que cortará a las curvas de nivel
intermedias en los puntos como b, d, etc, a partir de A trazamos un segmento entre esta curva y la
siguiente que tenga la pendiente dada, siguiendo el procedimiento del caso anterior; de igual manera
trazamos a partir de b otro segmento en la misma zona, que cortará al anterior en el punto a, la línea
Abc tiene la pendiente pedida.
De igual forma continuamos entre las curvas sucesivas, hasta llegar al punto B; siendo la alineación
pedida la AabcdeB.

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2 . - P e rf il d e u n terre n o .

terreno.

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Es la línea irregular que delimita la intersección de un plano vertical con la superficie de

La línea del plano definida por los puntos que limitan el perfil se llama directriz y la línea
horizontal de comparación sobre la que se construye el perfil, base.

Para construir un perfil se toma un sistema de ejes perpendiculares, sobre el eje horizontal X
se llevan los puntos A’ B’ etc. que se corresponden con las distancias, sobre el eje Y se llevan a escala
las cotas de las curvas de nivel. Los puntos de intersección de estas perpendiculares con las paralelas
trazadas a la base por la cota respectiva nos dan los puntos a, b, c, correspondientes al perfil.
Los perfiles pueden ser:

Naturales, cuando la escala de las longitudes horizontales y verticales es la misma del plano. En él
se pueden medir las diferentes pendientes que son las que corresponden al terreno.

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Realzados, si la escala de las longitudes horizontales es la misma del plano y la de verticales es
mayor (normalmente 5 o 10 veces). En estos perfiles las pendientes que resultan no son las que
corresponden al terreno, sino que se ven multiplicadas por las veces que es mayor la escala de
altitudes.

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2.1.- Perfil longitudinal
El perfil longitudinal es la línea resultante de la intersección de un plano vertical con la superficie
del terreno. Para realizar un perfil longitudinal es preciso que previamente se hayan tomado en el
campo los datos correspondientes a las distancias y las cotas de los puntos que constituyen un
itinerario altimétrico.
Los datos tomados en el campo se ordenan de la manera siguiente:
Se dibujan dos ejes en un plano, en el eje vertical Y se representan las cotas y en el eje horizontal
X se representan las distancias. Cada uno de estos elementos cotas y distancias se pueden dibujar a
escalas diferentes para resaltar así la orografía del terreno, suele utilizarse una relación múltiplo de 5 ó
10 entre la escala EV para las cotas y la escala EH para las distancias, si la relación es 1 se tiene
como resultado un perfil natural y si es diferente se denomina perfil resaltado.
Una vez elegidas las escalas adecuadas se define el plano de comparación, a partir del cual se
dibujan las cotas de cada punto.
En el eje de las X donde se representan las distancias se completa la información
siguientes apartados, datos que deberán completarse para cada punto de perfil:

con los

Distancia parcial = distancia entre dos perfiles consecutivos.
Distancia al origen = distancia entre el perfil y el punto inicial.
Cota del terreno = cota del terreno en el punto del perfil.
Cota de la rasante = cota de línea de rasante para ese punto del perfil.
Cota de desmonte = diferencia entre la cota del terreno y la cota de la rasante para cada punto.
Cota de terraplén = diferencia entre la cota de rasante y la cota del terreno para cada punto.
Estado de alineaciones = esquema representativo del trazado geométrico de la planta en el caso
de una obra lineal.
Todos estos apartados constituyen lo que en topografía se denomina guitarra.
Los puntos del perfil que unen las cotas del terreno definen la forma del terreno
La rasante de un perfil longitudinal determina la cota que se quiere alcanzar para la realización de
una construcción y viene definida por la pendiente , siendo la pendiente i = al cociente entre la
diferencia de cota entre los extremos de la rasante y la distancia en proyección horizontal que les
separa.
i = ZAB / dAB,

se puede expresar en tanto por uno ó en tanto por ciento

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2.2.- Perfil transversal.
Los perfiles transversales son cortes verticales del terreno realizados perpendicularmente a la traza
del perfil longitudinal, y representan la situación en la que queda la sección tipo definida en la rasante
con el terreno natural.
Corresponde a una sección normal al eje longitudinal de cualquier tipo de obra lineal proyectada.
Esta sección será distinta en cada punto del eje longitudinal por donde se tome.
Elementos de la sección transversal:
-

El terreno.
La cota roja.
La sección tipo.
Taludes y cunetas.

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-

Peraltes.

a.- El terreno: Debido a la irregularidad existente en el terreno natural, hace que no existan dos
secciones transversales iguales. Sus datos son los reflejados en el perfil transversal.

b.- La cota roja: Es la diferencia existente en cada punto entre la rasante longitudinal proyectada y el
terreno. También es el elemento que relaciona el terreno con la sección tipo. Su valor lo suministra el
perfil longitudinal, donde viene reflejada la rasante y la cota del terreno.

c.- La sección tipo: Es la representación estándar de una sección genérica de la carretera, válida
para la mayor parte de la obra, con solamente dos secciones definidas, una para recta y otra para
curva. Los elementos que componen la sección tipo son los siguientes:

3 . - S e c c io n e s tip o

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Anchos: Definidos a izquierda y derecha, acotan su longitud y pueden ser variables concretándose los
puntos kilométricos a los que están referidos.
Anchos acotados:
- Calzada: Zona de carretera destinada a la circulación de vehículos. Se componen de un cierto
número de carriles. El ancho del carril depende de la velocidad permitida y puede oscilar entre el más
pequeño 2.75 m y los 3.75 m (si circulan camiones el acho mínimo no baja de los 3 m.).
-

Arcén: Zona longitudinal de la carretera, comprendida entre el borde de la calzada y la arista
de la plataforma, que permite el estacionamiento momentáneo de vehículos. Su ancho oscila
entre los 0.5 m y los 2.5 m.

-

Berma: Franja longitudinal adyacente al arcén, hace de transición entre el arcén y el talud. Se
utiliza como sobreancho para garantizar la compactación en los bordes de las sucesivas capas
de firme.

-

Mediana: Faja de terreno comprendida entre dos calzadas cuando estas van separadas. Su
función es la de independizar las calzadas de sentidos contrarios.

Anchos no acotados: Dependen de la cota roja y de la posición de desmonte o terraplén a ambos
lados.
-

Explanación: Zona de terreno ocupada por la carretera. También se le llama zona de ocupación.
Sus límites son las aristas exteriores de de la explanación, que corresponden a la intersección del
talud del desmonte o terraplén con el terreno natural.

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-

Rasante de explanación: Coronación de tierras sobre las que se apoyan las capas de firme, bien
procedente de la excavación en desmonte, bien de un relleno en terraplén. Si existe una capa de
explanada mejorada, la rasante de explanación será su coronación. Los límites los forman las
aristas de la rasante de la explanación que son el borde exterior de la rasante de explanación.

-

Ancho de expropiación: Es el ancho de explanación incrementado en algunos metros (3 m) por
cada lado en carreteras convencionales y (8 m) en autopistas y autovías, siendo este espacio el
dominio público.

Espesores: Definen la altura mínima de cada capa que forman el paquete de firmes. Se acotan casi
siempre en el eje en alzado.

Capas: Son los materiales que componen la sección tipo, de los cuales se delimitan sus anchos y
espesores. Exceptuando la explanada mejorada, al conjunto del resto de capas se le conoce como
paquete de firmes. El número y los materiales es variable de una carretera a otra. De manera general
pueden ser los siguientes.
-

Compuestas por materiales bituminosos:
Capa de rodadura.
Capa intermedia.
Capa base.

Capa de sub-base (zahorras, suelo-cemento, grava-cemento)
Capa de explanada mejorada ( material seleccionado)
Capa de arcén. De espesor distinto y material de sub-base.

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- Resto de capas:

Pendientes: inclinación transversal estándar. Variable en función del peralte, a izquierda y derecha.
Pueden existir unas pendientes distintas para la calzada y para la rasante de explanación. Suelen ser
distintas en calzadas, arcenes y bermas. Por ejemplo unas pendientes frecuentes en carreteras de dos
carriles y dos sentidos de circulación es el 2% para la calzada y 4% para arcenes y berma.

Rasante: En carreteras convencionales es el eje de la sección transversal donde se define ésta. No
siempre es el eje de la sección, por ejemplo en autopistas se sitúa en el borde interior de las calzadas.
Sub-rasante: Rasante de la explanación o de la coronación de tierras. Se define a partir de la rasante
a la que se le resta la suma de los espesores de todas las capas excepto el de la explanada mejorada.

Taludes: Pendientes que formarán las tierras según sea en desmonte o terraplén. También se
encuentran definidos los taludes de las diferentes capas del paquete de firmes (normalmente el 1/1).
Cunetas: Definidas para el caso de desmonte.

Sección en desmonte o terraplén: Suele ser la misma, representando cada caso en la izquierda y en
la derecha respectivamente.

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Sección en recta y en curva: Son dos secciones distintas y en ellas se define la posición del eje de la
sub-rasante y la pendiente de los arcenes y de la rasante de la explanación.
Taludes y cunetas: En muchos casos se amplía la información sobre los taludes proyectados en unas
secciones tipo particulares para taludes y cunetas. Los taludes más utilizados son el 2/3 (2 en vertical y
3 en horizontal), para el terraplén y el 1/1 para desmonte. Todo esto puede variar dependiendo de la
consistencia del terreno y las necesidades del proyecto.
Una cuneta es una zanja longitudinal abierta en el terreno junto a la plataforma. Suele tener la misma
inclinación longitudinal que la rasante de la carretera.
Peraltes: Consiste en inclinar el plano de la sección transversal de un vial, can caída hacia la parte
interior de la curva, para disminuir los efectos de la fuerza centrífuga. Afecta exclusivamente a la
pendiente transversal de la calzada y arcén. Sin embargo, no afecta a la pendiente del talud. En los
longitudinales viene la información de los peraltes proyectados para una determinada carretera en los
diagramas de peraltes.
En la norma 3.1-IC. Trazado de la instrucción de carreteras, se da información sobre cuál es el
peralte adecuado en una curva de determinado radio para una velocidad específica definida. Su
estudio se refiere en gran parte a la transición necesaria para pasar de una calzada en recta y sin
peralte, a una curva con peralte. Esta transición se realiza utilizando un pequeño tramo en recta y todo
el desarrollo de la curva de transición.

4.- Mediciones y cubicaciones
El control del coste económico en una obra exige que todos los elementos que componen una
obra sean conocidos, tanto en su dimensión como en su cantidad.
En función de la figura geométrica que se adapte mejor a cada elemento, debemos tratar su
medición de una manera distinta. En el pliego de condiciones y en los presupuestos de cada proyecto,
puede verse el tipo de unidades (m, m2, m3, kg,...) y el método adecuado a cada elemento en cada
caso.
La obtención de las medidas puede ser directa sobre el terreno o sobre el plano, siendo en
ambos casos el coste del elemento a medir el que impondrá la precisión con la que trabajar.
Desde un punto de vista geométrico podemos dividir su estudio en:
-

Mediciones lineales.
Mediciones superficiales.
Mediciones de volumen.

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4.1.- Mediciones lineales

Según la precisión exigida puede hacerse sobre el plano o directamente en el terreno. En la mayor
parte de los casos es la medición más fácil de hacer directamente, pues el empleo de cinta se adapte
perfectamente a ello.
Al medir elementos de obra, hay que medir distancias reales y no reducidas, pues el material
puesto en obra sigue las líneas de las rasantes.

El tema del hierro o ferralla es el que plantea más problemas, pues tiene ciertos condicionantes,
que lo hacen diferentes al resto de mediciones. Además es el único caso en el que la medición se
realiza previamente a la propia ejecución. Esto es así porque esta medición a la que se llama despiece,
se utiliza para la elaboración de las distintas barras que componen la armadura.

Su medición final se presenta en Kg, pero se resuelve a partir de las mediciones lineales de las
barras de distinto grosor, de las cuales se conoce el peso por metro lineal, para cada uno de los
diámetros existentes.

4.2.- Mediciones de superficies

La medición de superficies se hace para todos los elementos que lo requieran, y además para el
caso de volúmenes que se consideran como superficies con espesor continuo.

-

-

Método de descomposición en triángulos:
Muy útil si la figura es de lados rectos, aunque lento si son muchos lados.
Método de coordenadas cartesianas:
También para figuras de lados rectos. Se emplea la fórmula

4.3.- Mediciones de volúmenes

S

1
  X N 1  X N YN 1  YN 
2

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Los métodos de medida de superficies aplicados normalmente son los siguientes:

-

Descomposición en figuras sencillas: Las figuras pueden ser cubos, prismas, pirámides, casquetes
esféricos,...

-

Cubicación entre curvas de nivel: Consiste en medir la superficie que encierra una curva de nivel,
promediándola con la siguiente, y multiplicando por la equidistancia, obtenemos el volumen entre
las dos curvas.

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-

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La fórmula del prismatoide: Es el volumen de un sólido limitado por dos caras planas y paralelas
de forma cualquiera, de la que debemos conocer las superficies de esas caras y la distancia que
las separa. Su fórmula es

V

-

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d
S s  S i  4S m 
6

La fórmula de la sección media: Hay ocasiones en las que encontrar la superficie media es
complicado, por ser una figura compleja. Para ello se utiliza la fórmula de la sección media, aunque
da un valor aproximado, pero suficiente según situaciones.

 S  Si 
V  d s

 2 

- La fórmula de la altura media

 h  h2  h3 
V  1
S b
3



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4.3.1.- Perfiles transversales

Consiste en hacer sucesivos cortes verticales a la figura a cubicar con una separación
secuenciada, y superficiar cada uno de los cortes o perfiles transversales. El volumen se resuelve por
la fórmula de la sección media, siempre y cuando ambos estén en terraplén o desmonte.

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En obras lineales, tanto el cálculo del volumen de movimiento de tierras como de los distintos
componentes del paquete de firmes se realiza mediante la utilización de programas informáticos.

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Ejemplo de perfil transversal en terraplén

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Auxiliar de Carreteras

Ejemplo de perfil transversal en desmonte

Ejemplo de perfil transversal a media ladera

TEMA 05

Auxiliar de Carreteras

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  • 1. Auxiliar de Carreteras TEMA 05 GEOMETRÍA DE LA CARRETERA, PERFILES LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL, RASANTE, SECCIONES TIPO.
  • 2. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras TEMA 05 Auxiliar de Carreteras T E M A 5 : G E O ME T R ÍA D E L A CARRETERA, PERFIL ES, SECTI O NE S TIPO Índice 1.- Geometría de la carretera 1.1.- Estado de alineación en planta 1.2.- Estado de alineación en alzado 2.- Perfil del terreno 2.1.- Perfil longitudinal 2.2.- Perfil transversal 3.- Sección tipo 3.1.- Definiciones 4.- Medición y cubicación 4.1.- Medición de elementos lineales 4.2.- Medición de superficies 4.3.- Medición de volúmenes 4.3.1.- Perfiles transversales 2
  • 3. Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES TEMA 05 WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES 1.- GEOMETRÍA DE LA CARRETERA 1.1- Estado de alineaciones en planta Un estado de alineaciones consiste en un conjunto de rectas y curvas, con o sin curvas de transición que definen la forma geométrica de un proyecto de una obra lineal. Siempre viene acompañado de los datos referentes a longitudes de los tramos, radios de las curvas, ángulos de los vértices, parámetros y desarrollo de las curvas de transición,..., y las coordenadas de todos aquellos puntos que se consideran singulares como las tangentes de entrada y salida y los vértices. El estado de alineaciones es una herramienta fundamental para el proyectista. Este comienza marcando las rectas que componen la figura a proyectar. Las intersecciones de dichas rectas serán los vértices de unas curvas circulares que se encajarán entre cada pareja de rectas. Estas curvas serán entonces tangentes a las dos rectas y su radio dependerá de unas instrucciones mínimas de trazado. Conocido el radio y el ángulo V, se calcularán el resto de los elementos de cada curva. Con el valor de las tangentes, y a partir de las coordenadas de V, se pueden hallar la X y la Y correspondientes a las tangentes de entrada y salida. Estos son datos necesarios para calcular las coordenadas de cualquier punto de la curva, a partir de su desarrollo desde las tangentes. Sin embargo no será este desarrollo el dato de partida para la obtención de las coordenadas, sino la distancia al origen de la obra o PK (punto kilométrico). Cualquier punto dentro de un proyecto lineal está definido por la distancia al origen. Esta es la distancia existente entre el punto origen del 3
  • 4. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras TEMA 05 Auxiliar de Carreteras proyecto y el punto en cuestión, pero a través de los desarrollos de todas las alineaciones, tanto rectas como curvas, que se encuentren en el camino recorrido entre el inicio y el punto buscado. En el estado de alineaciones se han definido tres tipos de alineaciones: a. Alineaciones rectas. b. Curvas circulares. c. Curvas de transición. a. Curvas circulares. Los elementos que definen una curva circular son los siguientes: - O: Centro de la curva. - V: Vértice. Punto de intersección de las dos rectas tangentes al círculo en los extremos del arco. - B: Bisectriz. Punto medio del arco. - M: Punto medio de la cuerda TE TS . - TE TS: Puntos extremos del arco. En proyectos de obras lineales se denomina a estos puntos tangentes de entrada y tangente de salida, teniendo en cuenta el sentido de avance de dicho proyecto. Para poder replantear una curva circular, tendremos que marcar un número determinado de puntos que podrán representar físicamente a la circunferencia en el terreno. En nuestras obras esta 4
  • 5. TEMA 05 Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras secuencia de puntos ya nos viene dada por el propio proyecto, replanteándose puntos cada 20 ó 25 metros. b. Curvas de transición. Son aquellas curvas que permiten una variación gradual decreciente del radio de curvatura. Su utilización más común es en el proyecto de carreteras, como enlace entre alineaciones rectas y curvas circulares, con el propósito de suavizar el encuentro entre una curva de radio infinito, como es la recta, con una curva circular de un radio determinado. La fuerza centrífuga se define mediante la expresión: FC  M  v2 R Donde FC es la fuerza centrífuga, M es la masa del móvil, v es la velocidad de dicho móvil y R el radio de la curva. FC es igual a cero en una recta, pero al entrar en una curva adquiere de pronto un valor determinado, lo cual hace que un vehículo corra el riesgo de salirse a la entrada de la curva, si no se reduce la velocidad con lo cual disminuiría el valor de FC, como puede verse en la ecuación anterior. Con este tipo de curvas, al tener una variación decreciente del radio, la fuerza centrífuga aumenta también de forma gradual. Así se pueden evitar los accidentes, debidos a un exceso de velocidad, cuando a la entrada de una curva, la fuerza centrífuga aparece bruscamente expulsando al vehículo de la calzada. WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Existen varios tipos de curvas de transición, lemniscata, parábola cúbica y clotoide, siendo esta última la más utilizada en el trazado de carreteras. La clotoide tiene como principal característica el hecho de que su radio disminuye proporcionalmente a la longitud de su desarrollo. De esta manera un móvil que la recorra a velocidad constante experimenta una variación uniforme de la fuerza centrífuga. Es el lugar geométrico de los puntos del plano en los que el desarrollo desde un punto inicial de la curva L, tangente a una recta, por el radio R en ese punto es igual a un cierto valor elevado al cuadrado, llamado parámetro A. L  R  A2 Esto quiere decir que, en una clotoide, el producto del desarrollo L para un punto determinado, por el radio R en ese mismo punto, es el mismo en todos los puntos de la curva. Por lo tanto el parámetro A expresa el tamaño de la clotoide Representación del desarrollo de una clotoide, tramo coloreado de rojo, paso de la alineación recta de radio infinito a una curva circular de radio constante. 5
  • 6. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras TEMA 05 Ejemplo de estado de alineaciones en el trazado en planta de una carretera Auxiliar de Carreteras 6
  • 7. Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES TEMA 05 WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES 1.2.- Estado de alineaciones en alzado La rasante es la proyección de cualquier objeto de características geométricas lineales, sobre un plano vertical definido a partir del eje longitudinal de dicha figura. El alzado es la definición gráfica y numérica formada por la rasante. La planta es la proyección de la rasante sobre un plano horizontal. La traza es la proyección de la rasante sobre la superficie irregular que forma el terreno donde se quiere emplazar el objeto. 7
  • 8. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras TEMA 05 Auxiliar de Carreteras Para realizar una definición en alzado, utilizamos un plano vertical. Los ejes de este plano serán, el desarrollo del eje longitudinal en planta para las abscisas y las diferencias en alturas a un determinado plano de comparación, para las ordenadas. En la mayoría de los casos el eje de las X parte del origen del eje longitudinal (PK = 0+000), y las Y a partir de un plano de comparación tal que ninguna cota del proyecto salga negativa o por debajo de dicho plano de comparación. Para definir el eje en alzado se trazan unas alineaciones rectas de pendiente conocida, sobre las cuales encajaremos posteriormente las curvas correspondientes. Estas alineaciones rectas o rasantes rectas, estarán definidas por puntos cuyas X serán distancias en metros al origen (PK = 0+000), y su Y las cotas o altitudes Z. La inclinación de estas rectas se mide en tanto por ciento y se denomina pendiente, siendo positiva cuando la rasante aumenta de cota en sentido de la marcha y negativa cuando está en bajada. Se admite el término de rampa para pendientes positivas y pendiente para las negativas. 8
  • 9. Auxiliar de Carreteras TEMA 05 WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras Los cambios de rasante son los puntos de intersección de rasantes rectas, que se caracterizan por ser puntos de cambio de valor de la pendiente. Por lo tanto podremos hablar de cambios de rasante cóncavos BCD y convexos ABC. Los acuerdos verticales en forma de parábola son curvas que se utilizan para enlazar los cambios de rasante. Suavizan el cambio de pendiente mejorando la estabilidad y el confort. Esto además de utilizarse en carreteras, es de aplicación en ferrocarriles, obras de canalización, conducciones de cualquier tipo de servicio, etc. Para enlazar dos rasantes con pendientes diferentes se utilizan las curvas de acuerdo vertical. Las curvas de acuerdo vertical pueden ser de dos tipos:  convexas ; son las curvas que tienen el centro de curvatura por debajo de la rasante. Concava Convexa WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES  cóncava ; son las curvas que tienen el centro de curvatura por encima de la rasante. Kv = es el parámetro de la curva de acuerdo, su valor vendrá determinado por el tipo de curva y la velocidad específica de la carretera. En carreteras aumentan la visibilidad, en el caso de cambios de rasante convexos, en los cambios cóncavos y de noche, la luz de los faros alcanza distancias mayores cuando se utilizan curvas de acuerdo Ejemplo de estado de alineaciones en el alzado de una carretera: 9
  • 10. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras Auxiliar de Carreteras TEMA 05 1.2.1.- Pendiente de una recta Un elemento que identifica a la rasante es la pendiente ( i ), es el cociente entre la diferencia de cota de dos puntos y la distancia reducida que les separa, la pendiente se puede expresar en tanto por ciento o en tanto por uno. Las rasantes pueden ser: Rampas - > subiendo (pendiente i +) , Pendientes -> bajando (pendiente i -). La relación entre la diferencia de nivel de dos puntos cualquiera y su distancia en proyección horizontal la llamamos pendiente. B diferencia de nivel i = --------------------------distancia horizontal A a 580 m. 65 m. B’ de una recta 10
  • 11. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES TEMA 05 Ej.: La diferencia de nivel entre los puntos A y B es de 65 m. y la distancia horizontal 580 m. la pendiente es: I = 65 / 580 = 0,1121 ; i = 11,21 % También se puede expresar la pendiente por el ángulo que forma la recta que pasa por los puntos A y B con el plano horizontal. tg. A = P = 0,1121 ; a = arc tg 0,1121 ; a= 7,1068 g. 1.2.2.- Línea de máxima pendiente. En un plano topográfico con curvas de nivel situamos un punto P cualquiera entre dos curvas, la línea de máxima pendiente para el punto P, es la línea más corta que pasando por P une las dos curvas. A’ A” * B” P B’ A’B’ = línea de máxima pendiente B 1.2.3.- Problemas en planos con curvas de nivel Calcular la cota de un punto A situado entre dos curvas de nivel. WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES A Se traza la línea de máxima pendiente que pasa por A y que corta a las curvas de nivel en los puntos B y C y se mide la distancia horizontal que las separa, de forma que se puede establecer una relación entre la distancia d, la equidistancia de las curvas de nivel h, y la distancia que separa el punto A de una curva de nivel l. 11
  • 12. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras TEMA 05 A C A B’ B’ A’ B AA’ = l x h d h C l Auxiliar de Carreteras A B d Sobre un plano de curvas de nivel trazar a partir de un punto A una alineación que tenga una pendiente constante. Para dibujar la línea que representa la pendiente se necesita calcular su longitud, para ello se debe relacionar la equidistancia de la curvas de nivel con la pendiente pedida, después se representa la línea a la escala adecuada y se van trazando arcos de circunferencia entre las curvas de nivel. En el caso que la alineación a trazar deba unir dos puntos dados, tales como A y B, el procedimiento a seguir será el siguiente: unimos A y B con una recta que cortará a las curvas de nivel intermedias en los puntos como b, d, etc, a partir de A trazamos un segmento entre esta curva y la siguiente que tenga la pendiente dada, siguiendo el procedimiento del caso anterior; de igual manera trazamos a partir de b otro segmento en la misma zona, que cortará al anterior en el punto a, la línea Abc tiene la pendiente pedida. De igual forma continuamos entre las curvas sucesivas, hasta llegar al punto B; siendo la alineación pedida la AabcdeB. 12
  • 13. 2 . - P e rf il d e u n terre n o . terreno. TEMA 05 Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras Es la línea irregular que delimita la intersección de un plano vertical con la superficie de La línea del plano definida por los puntos que limitan el perfil se llama directriz y la línea horizontal de comparación sobre la que se construye el perfil, base. Para construir un perfil se toma un sistema de ejes perpendiculares, sobre el eje horizontal X se llevan los puntos A’ B’ etc. que se corresponden con las distancias, sobre el eje Y se llevan a escala las cotas de las curvas de nivel. Los puntos de intersección de estas perpendiculares con las paralelas trazadas a la base por la cota respectiva nos dan los puntos a, b, c, correspondientes al perfil. Los perfiles pueden ser: Naturales, cuando la escala de las longitudes horizontales y verticales es la misma del plano. En él se pueden medir las diferentes pendientes que son las que corresponden al terreno. WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Realzados, si la escala de las longitudes horizontales es la misma del plano y la de verticales es mayor (normalmente 5 o 10 veces). En estos perfiles las pendientes que resultan no son las que corresponden al terreno, sino que se ven multiplicadas por las veces que es mayor la escala de altitudes. 13
  • 14. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras TEMA 05 Auxiliar de Carreteras 2.1.- Perfil longitudinal El perfil longitudinal es la línea resultante de la intersección de un plano vertical con la superficie del terreno. Para realizar un perfil longitudinal es preciso que previamente se hayan tomado en el campo los datos correspondientes a las distancias y las cotas de los puntos que constituyen un itinerario altimétrico. Los datos tomados en el campo se ordenan de la manera siguiente: Se dibujan dos ejes en un plano, en el eje vertical Y se representan las cotas y en el eje horizontal X se representan las distancias. Cada uno de estos elementos cotas y distancias se pueden dibujar a escalas diferentes para resaltar así la orografía del terreno, suele utilizarse una relación múltiplo de 5 ó 10 entre la escala EV para las cotas y la escala EH para las distancias, si la relación es 1 se tiene como resultado un perfil natural y si es diferente se denomina perfil resaltado. Una vez elegidas las escalas adecuadas se define el plano de comparación, a partir del cual se dibujan las cotas de cada punto. En el eje de las X donde se representan las distancias se completa la información siguientes apartados, datos que deberán completarse para cada punto de perfil: con los Distancia parcial = distancia entre dos perfiles consecutivos. Distancia al origen = distancia entre el perfil y el punto inicial. Cota del terreno = cota del terreno en el punto del perfil. Cota de la rasante = cota de línea de rasante para ese punto del perfil. Cota de desmonte = diferencia entre la cota del terreno y la cota de la rasante para cada punto. Cota de terraplén = diferencia entre la cota de rasante y la cota del terreno para cada punto. Estado de alineaciones = esquema representativo del trazado geométrico de la planta en el caso de una obra lineal. Todos estos apartados constituyen lo que en topografía se denomina guitarra. Los puntos del perfil que unen las cotas del terreno definen la forma del terreno La rasante de un perfil longitudinal determina la cota que se quiere alcanzar para la realización de una construcción y viene definida por la pendiente , siendo la pendiente i = al cociente entre la diferencia de cota entre los extremos de la rasante y la distancia en proyección horizontal que les separa. i = ZAB / dAB, se puede expresar en tanto por uno ó en tanto por ciento 14
  • 15. Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES TEMA 05 WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras 15 WWW.ECLAP.JCYL.ES
  • 16. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras TEMA 05 Auxiliar de Carreteras 2.2.- Perfil transversal. Los perfiles transversales son cortes verticales del terreno realizados perpendicularmente a la traza del perfil longitudinal, y representan la situación en la que queda la sección tipo definida en la rasante con el terreno natural. Corresponde a una sección normal al eje longitudinal de cualquier tipo de obra lineal proyectada. Esta sección será distinta en cada punto del eje longitudinal por donde se tome. Elementos de la sección transversal: - El terreno. La cota roja. La sección tipo. Taludes y cunetas. 16
  • 17. Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES TEMA 05 WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES - Peraltes. a.- El terreno: Debido a la irregularidad existente en el terreno natural, hace que no existan dos secciones transversales iguales. Sus datos son los reflejados en el perfil transversal. b.- La cota roja: Es la diferencia existente en cada punto entre la rasante longitudinal proyectada y el terreno. También es el elemento que relaciona el terreno con la sección tipo. Su valor lo suministra el perfil longitudinal, donde viene reflejada la rasante y la cota del terreno. c.- La sección tipo: Es la representación estándar de una sección genérica de la carretera, válida para la mayor parte de la obra, con solamente dos secciones definidas, una para recta y otra para curva. Los elementos que componen la sección tipo son los siguientes: 3 . - S e c c io n e s tip o 17
  • 18. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras TEMA 05 Auxiliar de Carreteras 18
  • 19. Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES TEMA 05 WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras 19 WWW.ECLAP.JCYL.ES
  • 20. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras TEMA 05 Auxiliar de Carreteras Anchos: Definidos a izquierda y derecha, acotan su longitud y pueden ser variables concretándose los puntos kilométricos a los que están referidos. Anchos acotados: - Calzada: Zona de carretera destinada a la circulación de vehículos. Se componen de un cierto número de carriles. El ancho del carril depende de la velocidad permitida y puede oscilar entre el más pequeño 2.75 m y los 3.75 m (si circulan camiones el acho mínimo no baja de los 3 m.). - Arcén: Zona longitudinal de la carretera, comprendida entre el borde de la calzada y la arista de la plataforma, que permite el estacionamiento momentáneo de vehículos. Su ancho oscila entre los 0.5 m y los 2.5 m. - Berma: Franja longitudinal adyacente al arcén, hace de transición entre el arcén y el talud. Se utiliza como sobreancho para garantizar la compactación en los bordes de las sucesivas capas de firme. - Mediana: Faja de terreno comprendida entre dos calzadas cuando estas van separadas. Su función es la de independizar las calzadas de sentidos contrarios. Anchos no acotados: Dependen de la cota roja y de la posición de desmonte o terraplén a ambos lados. - Explanación: Zona de terreno ocupada por la carretera. También se le llama zona de ocupación. Sus límites son las aristas exteriores de de la explanación, que corresponden a la intersección del talud del desmonte o terraplén con el terreno natural. 20
  • 21. TEMA 05 Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras - Rasante de explanación: Coronación de tierras sobre las que se apoyan las capas de firme, bien procedente de la excavación en desmonte, bien de un relleno en terraplén. Si existe una capa de explanada mejorada, la rasante de explanación será su coronación. Los límites los forman las aristas de la rasante de la explanación que son el borde exterior de la rasante de explanación. - Ancho de expropiación: Es el ancho de explanación incrementado en algunos metros (3 m) por cada lado en carreteras convencionales y (8 m) en autopistas y autovías, siendo este espacio el dominio público. Espesores: Definen la altura mínima de cada capa que forman el paquete de firmes. Se acotan casi siempre en el eje en alzado. Capas: Son los materiales que componen la sección tipo, de los cuales se delimitan sus anchos y espesores. Exceptuando la explanada mejorada, al conjunto del resto de capas se le conoce como paquete de firmes. El número y los materiales es variable de una carretera a otra. De manera general pueden ser los siguientes. - Compuestas por materiales bituminosos: Capa de rodadura. Capa intermedia. Capa base. Capa de sub-base (zahorras, suelo-cemento, grava-cemento) Capa de explanada mejorada ( material seleccionado) Capa de arcén. De espesor distinto y material de sub-base. WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES - Resto de capas: Pendientes: inclinación transversal estándar. Variable en función del peralte, a izquierda y derecha. Pueden existir unas pendientes distintas para la calzada y para la rasante de explanación. Suelen ser distintas en calzadas, arcenes y bermas. Por ejemplo unas pendientes frecuentes en carreteras de dos carriles y dos sentidos de circulación es el 2% para la calzada y 4% para arcenes y berma. Rasante: En carreteras convencionales es el eje de la sección transversal donde se define ésta. No siempre es el eje de la sección, por ejemplo en autopistas se sitúa en el borde interior de las calzadas. Sub-rasante: Rasante de la explanación o de la coronación de tierras. Se define a partir de la rasante a la que se le resta la suma de los espesores de todas las capas excepto el de la explanada mejorada. Taludes: Pendientes que formarán las tierras según sea en desmonte o terraplén. También se encuentran definidos los taludes de las diferentes capas del paquete de firmes (normalmente el 1/1). Cunetas: Definidas para el caso de desmonte. Sección en desmonte o terraplén: Suele ser la misma, representando cada caso en la izquierda y en la derecha respectivamente. 21
  • 22. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras TEMA 05 Auxiliar de Carreteras Sección en recta y en curva: Son dos secciones distintas y en ellas se define la posición del eje de la sub-rasante y la pendiente de los arcenes y de la rasante de la explanación. Taludes y cunetas: En muchos casos se amplía la información sobre los taludes proyectados en unas secciones tipo particulares para taludes y cunetas. Los taludes más utilizados son el 2/3 (2 en vertical y 3 en horizontal), para el terraplén y el 1/1 para desmonte. Todo esto puede variar dependiendo de la consistencia del terreno y las necesidades del proyecto. Una cuneta es una zanja longitudinal abierta en el terreno junto a la plataforma. Suele tener la misma inclinación longitudinal que la rasante de la carretera. Peraltes: Consiste en inclinar el plano de la sección transversal de un vial, can caída hacia la parte interior de la curva, para disminuir los efectos de la fuerza centrífuga. Afecta exclusivamente a la pendiente transversal de la calzada y arcén. Sin embargo, no afecta a la pendiente del talud. En los longitudinales viene la información de los peraltes proyectados para una determinada carretera en los diagramas de peraltes. En la norma 3.1-IC. Trazado de la instrucción de carreteras, se da información sobre cuál es el peralte adecuado en una curva de determinado radio para una velocidad específica definida. Su estudio se refiere en gran parte a la transición necesaria para pasar de una calzada en recta y sin peralte, a una curva con peralte. Esta transición se realiza utilizando un pequeño tramo en recta y todo el desarrollo de la curva de transición. 4.- Mediciones y cubicaciones El control del coste económico en una obra exige que todos los elementos que componen una obra sean conocidos, tanto en su dimensión como en su cantidad. En función de la figura geométrica que se adapte mejor a cada elemento, debemos tratar su medición de una manera distinta. En el pliego de condiciones y en los presupuestos de cada proyecto, puede verse el tipo de unidades (m, m2, m3, kg,...) y el método adecuado a cada elemento en cada caso. La obtención de las medidas puede ser directa sobre el terreno o sobre el plano, siendo en ambos casos el coste del elemento a medir el que impondrá la precisión con la que trabajar. Desde un punto de vista geométrico podemos dividir su estudio en: - Mediciones lineales. Mediciones superficiales. Mediciones de volumen. 22
  • 23. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES TEMA 05 4.1.- Mediciones lineales Según la precisión exigida puede hacerse sobre el plano o directamente en el terreno. En la mayor parte de los casos es la medición más fácil de hacer directamente, pues el empleo de cinta se adapte perfectamente a ello. Al medir elementos de obra, hay que medir distancias reales y no reducidas, pues el material puesto en obra sigue las líneas de las rasantes. El tema del hierro o ferralla es el que plantea más problemas, pues tiene ciertos condicionantes, que lo hacen diferentes al resto de mediciones. Además es el único caso en el que la medición se realiza previamente a la propia ejecución. Esto es así porque esta medición a la que se llama despiece, se utiliza para la elaboración de las distintas barras que componen la armadura. Su medición final se presenta en Kg, pero se resuelve a partir de las mediciones lineales de las barras de distinto grosor, de las cuales se conoce el peso por metro lineal, para cada uno de los diámetros existentes. 4.2.- Mediciones de superficies La medición de superficies se hace para todos los elementos que lo requieran, y además para el caso de volúmenes que se consideran como superficies con espesor continuo. - - Método de descomposición en triángulos: Muy útil si la figura es de lados rectos, aunque lento si son muchos lados. Método de coordenadas cartesianas: También para figuras de lados rectos. Se emplea la fórmula 4.3.- Mediciones de volúmenes S 1   X N 1  X N YN 1  YN  2 WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Los métodos de medida de superficies aplicados normalmente son los siguientes: - Descomposición en figuras sencillas: Las figuras pueden ser cubos, prismas, pirámides, casquetes esféricos,... - Cubicación entre curvas de nivel: Consiste en medir la superficie que encierra una curva de nivel, promediándola con la siguiente, y multiplicando por la equidistancia, obtenemos el volumen entre las dos curvas. 23
  • 24. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras - TEMA 05 La fórmula del prismatoide: Es el volumen de un sólido limitado por dos caras planas y paralelas de forma cualquiera, de la que debemos conocer las superficies de esas caras y la distancia que las separa. Su fórmula es V - Auxiliar de Carreteras d S s  S i  4S m  6 La fórmula de la sección media: Hay ocasiones en las que encontrar la superficie media es complicado, por ser una figura compleja. Para ello se utiliza la fórmula de la sección media, aunque da un valor aproximado, pero suficiente según situaciones.  S  Si  V  d s   2  - La fórmula de la altura media  h  h2  h3  V  1 S b 3   24
  • 25. Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES TEMA 05 WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES 4.3.1.- Perfiles transversales Consiste en hacer sucesivos cortes verticales a la figura a cubicar con una separación secuenciada, y superficiar cada uno de los cortes o perfiles transversales. El volumen se resuelve por la fórmula de la sección media, siempre y cuando ambos estén en terraplén o desmonte. 25
  • 26. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras TEMA 05 Auxiliar de Carreteras En obras lineales, tanto el cálculo del volumen de movimiento de tierras como de los distintos componentes del paquete de firmes se realiza mediante la utilización de programas informáticos. 26
  • 27. TEMA 05 Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Ejemplo de perfil transversal en terraplén 27
  • 28. Promoción Interna de Auxiliar de Carreteras Ejemplo de perfil transversal en desmonte Ejemplo de perfil transversal a media ladera TEMA 05 Auxiliar de Carreteras 28