DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

CRITERIOS DE DISEÑO
ALINEAMIENTO HORIZONTAL

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
Ing. Carlos Javier González V. Fuente: INVIAS MDGC Diseño Geométrico
ENTRETANGENCIAS MÍNIMAS
Curvas de distinto Sentido.
• Curvas de transición: cero (0) metros.
• Curvas circulares:  La longitud de transición,
 El espacio recorrido a la menor VCH
adyacente en 5 s.
Curvas del mismo Sentido.
• Curvas de transición: al espacio recorrido en 5 s. a la VETH.
• Curvas circulares: al espacio recorrido en 15 s. a la VETH
ENTRETANGENCIAS MÁXIMAS
15 veces la VETH

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
PERALTE
Cuando un vehículo entra a rodar por una curva circular, siente un
efecto a mantener la dirección del movimiento que inicialmente
tenía, esta reacción es inducida por la inercia del movimiento y se
desarrolla como una desviación radial conocida como la Fuerza
Centrífuga.
Donde:
P = Peso del vehículo
v = Velocidad del vehículo en m/seg.
g = Aceleración de la gravedad = 9.81 m/seg2
R = Radio de curvatura en m.
R
g
v
P
F
*
* 2


ALINEAMIENTO
HORIZONTAL
La superficie sobre la cual se desplaza el vehículo, es inclinada
transversalmente, con una pendiente ascendente hacia el exterior
de la curva, y bajo esta condición se analizan las fuerzas
actuantes se tiene tres casos específicos:
PP = FP Esta condición sucede cuando la velocidad del
vehículo es igual a la velocidad de equilibrio. Se tiene:
R
V
R
g
v
e
127
*
tan
2
2





R
V
R
g
v
e
127
*
tan
2
2





ALINEAMIENTO
HORIZONTAL
PP < FP Esta condición sucede cuando la velocidad del
vehículo es mayor que la velocidad de equilibrio. Se tiene:
e
R
V
f 

127
2

ALINEAMIENTO
HORIZONTAL
PP < FP Esta condición sucede cuando la velocidad del
vehículo es mayor que la velocidad de equilibrio. Se tiene:
PP > FP Esta condición sucede cuando la velocidad del
vehículo es menor que la velocidad de equilibrio. Con un análisis
similar al anterior se tiene:
e
R
V
f 

127
2
f
R
V
e 

127
2

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
El peralte es la inclinación transversal, en relación con la
horizontal, que se da a la calzada hacia el interior de la curva,
para contrarrestar el efecto de la fuerza centrífuga de un vehículo
que transita por un alineamiento en curva. Dicha acción está
contrarrestada también por el rozamiento entre ruedas y
pavimento.
En calles de baja velocidad el peralte generalmente se desecha y
se contrarresta la Fc con la fricción.
El peralte máximo está dado por la ecuación:
R
V
f
e t
127
2



ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
donde:
e : Peralte en metros por metro
ft : Coeficiente de fricción lateral
V : Velocidad del vehículo, (km/h)
R : Radio de la curva, (m)
Coeficiente de fricción lateral

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
Valor máximo del peralte
Para carreteras de tipo rural de 1er y 2do orden emax = 8%, para
vías terciarias emax = 6% y para vías urbanas emax = 4%.
Radios mínimos absolutos
Los radios mínimos absolutos para esta velocidad de diseño,
calculados con el criterio de seguridad ante el deslizamiento,
están dados por la expresión:
)
(
127 max
max
2
f
e
V
Rm



ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
Ing. Carlos Javier González V. Fuente: AASHTO Diseño Geométrico
Relación de Radios
VCH < 80 km/h Rs = 1.5R + 4.693x10-8 x (R - 50)^3 x R 50 < R < 300
VCH ≥ 80 km/h Rs = 1.5R + 1.05x10-8 x (R - 250)^3 x R 250 < R < 700

SECCIÓN U. D.
TRANSVERSAL
Métodos para el desarrollo del peralte “e” y el coeficiente de fricción “f”
1 El e y la f son directamente proporcionales al grado de curvatura
2 La Fc es absorbida por f hasta fmax y luego se desarrolla e
3 La Fc es absorbida por e hasta emax y luego se desarrolla f
4 El mismo c, pero con velocidad de operación
5 El e y f estar en relación curvilínea con el grado de curvatura

SECCIÓN U. D.
TRANSVERSAL

Fuente AASHTO
2004

SECCIÓN U. D.
TRANSVERSAL
Fuente AASHTO

SECCIÓN U. D.
TRANSVERSAL
Ing. Carlos Javier González V. Fuente: AASHTO 2004 Diseño Geométrico
Fuente AASHTO

SECCIÓN U. D.
TRANSVERSAL
Fuente AASHTO

SECCIÓN U. D.
TRANSVERSAL

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
Desarrollo del peralte
Para realizar la transición del peralte, se utilizan los siguientes
métodos:
1. Girando el pavimento de la calzada al rededor de su línea
central
2. Girando el pavimento alrededor de su borde interior
3. Girando el pavimento alrededor de su borde exterior
En las curvas circulares, con tramos sin espiral, la transición del
peralte se desarrolla una parte en la tangente y la otra en la
curva, exigiéndose en el PC y en el PT de la misma entre un 60%
y un 80% del peralte total, prefiriéndose valores promedios de
este intervalo.

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
Transición del peralte
Las longitudes de transición, se consideran a partir del punto
donde el borde exterior del pavimento comienza a levantarse,
partiendo de un bombeo normal, hasta el punto donde se
conforma el peralte total para cada curva.
Longitud de transición
La transición del peraltado se debe realizar conjuntamente con la
de la curvatura, en tal forma que calzada y bermas formen un
solo plano en las secciones peraltadas.
LT = L + N (m)

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
Rampa de peraltes
Se define la rampa de peraltes, como la diferencia relativa que
existe entre la inclinación del eje longitudinal de la calzada y la
inclinación del borde de la misma, y se determina por:
Los valores máximos y mínimos de la pendiente longitudinal para
la rampa de peraltes son los siguientes. La pendiente mínima,
está determinada, para cualquier velocidad de diseño como la
décima parte de la distancia entre el eje de giro y el borde de la
calzada.
a
L
e
e
s i
f
*




𝐿𝑇 = 𝑏𝑤 ∗ 𝐿 + 𝑁 = 𝑏𝑤 ∗
𝑎
Δ𝑆
∗ 𝑒 + 𝐵𝑁

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
En los proyectos de carretera, se debe tener especial cuidado con
el drenaje longitudinal y transversal de la superficie del
pavimento, la cual es girada normalmente con respecto al eje
central de la vía. Al efectuar la rotación de los bordes de
pavimento, se pueden presentar sectores con superficie plana,
que pueden llegar afectar las condiciones dinámicas de los
vehículos, originado por falta de drenaje, lo que puede convertirse
en factor de accidentalidad. Para terrenos especialmente planos,
en los cuales la pendiente longitudinal del eje de la vía sea menor
que el 1% y largas longitudes de espiral proyectadas, se deben
controlar en forma especial las condiciones mínimas aceptadas
para la pendiente de la rampa de peraltes. En caso de ser inferior
se debe levantar la rampa hasta el mínimo admisible y mediante
valor arbitrario de pendiente lograr el peralte máximo.

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
Desarrollo del peralte con separador central
En el diseño de vías de doble calzada, la inclusión de un
separador en la sección transversal afecta en cierta forma el
tratamiento del desarrollo del peralte.
Existen tres métodos generales del desarrollo de peraltes,
dependiendo del ancho del separador y de la sección transversal:
Método A: La totalidad de la vía incluyendo el separador, es
peraltado como una sección plana.
Es necesariamente limitado a separadores estrechos del orden
de 1 a 2 metros y moderadas ratas de peralte máximo, para evitar
grandes diferencias en la elevación de los bordes extremos del
pavimento a causa de la inclinación del separador.

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
Método B: El separador es mantenido en un plano horizontal y los
dos pavimentos en forma separada son rotados alrededor de los
bordes del separador.
Se aplica para anchos mayores del separador, hasta del orden de
10 metros, sosteniendo los bordes del separador central a nivel.
La diferencia en elevación de los extremos de los bordes del
pavimento es limitada por el peralte del pavimento y de valor
relativamente menor que el existente en el método A. El
desarrollo del peralte para este caso se hace con los bordes del
separador como perfil de control, en el cual un pavimento es
rotado alrededor de su borde derecho y el otro alrededor de su
borde izquierdo.

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
Método C: Para el desarrollo del peralte, las calzadas son
tratadas en forma separada, con una diferencia variable en la
elevación de los bordes del separador central.
Se aplica para anchos de separadores intermedios mayores a
5m, en los que la diferencia de elevación de los bordes del
pavimento es mínima.

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
SOBREANCHO DE LA CALZADA
Cuando un vehículo circula por un alineamiento curvo ocupa un
espacio mayor que el utilizado en el alineamiento en tangente,
esta situación se produce porque las llantas traseras del vehículo
no siguen el mismo recorrido de las delanteras, debido a la
rigidez y geometría del vehículo, generando además una
dificultad al conductor para mantener el vehículo centrado en su
carril; por esta razón, la calzada en algunas curvas es a veces
ensanchada, para que las condiciones de operación de los
vehículos en ella, sean iguales a las encontradas en la tangente,
tal ensanchamiento se denomina sobreancho.

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL

Sobreancho para vehículos rígidos – vías terciarias
𝑆 = 𝑛 ∗ 𝑅𝑐 − 𝑅𝑐
2
− 𝐿2
𝑆 = 𝑛 ∗
32
𝑅𝑐
Sobreancho para vehículos articulados – vías primarias y secundarias
𝑈 = 𝑢 + 𝑅𝑐 − 𝑅𝑐
2
− 𝐿1 + 𝐿2 + 𝐿3
2
𝐴𝐶 = 𝑛 ∗ 𝑈 + 𝐶 + 𝑁 − 1 ∗ 𝐹𝐴 + 𝑍
𝑆 = 𝐴𝐶 − 𝐴𝑇
𝑍 = 0.1 ∗
𝑉𝐶𝐻
𝑅𝑐
𝐴𝑇 = 𝑛 ∗ 𝑎
𝐹𝐴 = 𝑅𝑐
2
+ 𝐴 ∗ 2𝐿1 + 𝐴 − 𝑅𝑐

9664
,
357
59
,
2 2



 Rc
Rc
U
Rc
Rc
FA 

 0064
,
16
2

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
Los valores de sobreancho calculados podrán ser redondeados,
para obtener valores que sean múltiplos de 0.10 metros.
Para fines de proyecto no se consideran las ampliaciones que
resultan menores de 20 cm.
El sobreancho de la calzada en las curvas, se da en el lado
interior. Para pasar del ancho de calzada en tangente al ancho
de calzada en curva, se aprovecha la longitud de transición
requerida para desarrollar el peralte, de manera que la orilla
interior de la calzada forme una curva suave sin quiebres bruscos
a lo largo de ella.

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
VEHÍCULOS RÍGIDOS
Para ancho de calzada en recta > 7.00 metros, no se requiere
sobreancho, salvo en curvas con ángulo de deflexión mayor a
120°.
El valor del sobreancho, estará limitado para curvas de radio
menor a 160 metros y se debe aplicar solamente en el borde
interior de la calzada. En el caso de colocación de una junta
central longitudinal o de demarcación, la línea se debe fijar en
toda la mitad de los bordes de la calzada ya ensanchada.
Se recomienda detallar completamente el sobreancho en los
planos de construcción y de esta forma facilitar su interpretación.

ALINEAMIENTO U. D.
HORIZONTAL
Longitud de transición y desarrollo del sobreancho

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