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Diseño geométrico: secciones transversales del eje de la carretera

Diseño de secciones transversales de la carretera bajo los estándares de la norma DG-2014 (Perú) Ver ejemplo de aplicación en: https://www.youtube.com/watch?v=vJfQsB-jNU8 Contacto: http://www.diego-vargas.com/ https://www.linkedin.com/in/diego-vargas-mendivil/

1 de 37
CAMINOS
Notas del curso: Diseño de la sección transversal del eje de la carretera
M.Sc. Ing. Diego Vargas Mendivil
Lima, Perú, 2017
DISEÑO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL
CL
El diseño de la sección transversal define la geometría de la sección vial
Eje de la
carretera
Cota terreno natural
(diseño en planta)
Cota
subrasante
(diseño
vertical)
Cota
rasante
DISEÑO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL
CL
Derecho de vía (DDV)
Talud
en corte
Talud
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Cuneta
El diseño de la sección transversal define la geometría de todos estos elementos
Plataforma
Elementos básicos
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DISEÑO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL
En base a la sección transversal se pueden calcular los volúmenes de movimiento de tierras
Movimiento de tierras
Relleno
Corte
DISEÑO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL
Esquemas de secciones transversales típicas
En base a la sección transversal se pueden calcular los volúmenes de movimiento de tierras
Corte
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Fuente: Eddy Scipión
CL
ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL
Derecho de vía (DDV)
Fuente: DG-2014, MTC
Derecho de vía (DDV) o faja de dominio
Faja de terreno dentro de la cual se encuentra la carretera, sus zonas de seguridad y
servicios, así como espacio para obras complementarias y ampliaciones futuras.
• Es un bien de domino público inalienable e
imprescriptible, cuyas condiciones de uso son
establecidas y aplicadas por el MTC
(Reglamento Nacional de Infraestructura Vial).
• Será demarcado y señalizado por la
autoridad competente durante la ejecución
de proyectos de construcción, mejoramiento y
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Diseño geométrico: secciones transversales del eje de la carretera

  • 1. CAMINOS Notas del curso: Diseño de la sección transversal del eje de la carretera M.Sc. Ing. Diego Vargas Mendivil Lima, Perú, 2017
  • 2. DISEÑO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL CL El diseño de la sección transversal define la geometría de la sección vial Eje de la carretera Cota terreno natural (diseño en planta) Cota subrasante (diseño vertical) Cota rasante
  • 3. DISEÑO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL CL Derecho de vía (DDV) Talud en corte Talud terraplén Cuneta El diseño de la sección transversal define la geometría de todos estos elementos Plataforma Elementos básicos
  • 4. CL DISEÑO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL En base a la sección transversal se pueden calcular los volúmenes de movimiento de tierras Movimiento de tierras Relleno Corte
  • 5. DISEÑO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Esquemas de secciones transversales típicas En base a la sección transversal se pueden calcular los volúmenes de movimiento de tierras Corte Relleno Fuente: Eddy Scipión
  • 6. CL ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Derecho de vía (DDV) Fuente: DG-2014, MTC Derecho de vía (DDV) o faja de dominio Faja de terreno dentro de la cual se encuentra la carretera, sus zonas de seguridad y servicios, así como espacio para obras complementarias y ampliaciones futuras. • Es un bien de domino público inalienable e imprescriptible, cuyas condiciones de uso son establecidas y aplicadas por el MTC (Reglamento Nacional de Infraestructura Vial). • Será demarcado y señalizado por la autoridad competente durante la ejecución de proyectos de construcción, mejoramiento y rehabilitación.
  • 7. CL ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Derecho de vía (DDV) Fuente: DG-2014, MTC Derecho de vía (DDV) o faja de dominio Faja de terreno dentro de la cual se encuentra la carretera, sus zonas de seguridad y servicios, así como espacio para obras complementarias y ampliaciones futuras.
  • 8. CL ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Derecho de vía (DDV) Fuente: DG-2014, MTC Derecho de vía (DDV) o faja de dominio Faja de terreno dentro de la cual se encuentra la carretera, sus zonas de seguridad y servicios, así como espacio para obras complementarias y ampliaciones futuras. Faja de propiedad restringida • Faja de terreno de 5 metros a cada lado del DDV donde se prohíbe ejecutar construcciones permanentes que puedan afectar la seguridad vial o futuras ampliaciones. • No es obligatoria y dependerá de las necesidades del proyecto. + Faja de propiedad restringida
  • 9. Plataforma ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL CL Fuente: DG-2014, MTC Plataforma Superficie superior de la carretera, que incluye los elementos destinados a la circulación vehicular (y de peatones, cuando sea el caso), entre otros elementos, según corresponda. Calzada Calzada Separador VeredaVereda BermaBerma
  • 10. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC CL Calzada Calzada • Espacio destinado a la circulación de vehículos. No incluye a la berma. • La calzada se divide en carriles, los que están destinados a la circulación de una fila de vehículos en un mismo sentido de tránsito. Número de carriles por sentido: más carriles acomodan mejor el flujo vehicular. • En autopistas, las calzadas se separan por sentido, con dos carriles por sentido como mínimo. • En carreteras, se utiliza calzada única, con dos carriles por calzada (una calzada por sentido).
  • 11. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC CL Calzada Calzada • Espacio destinado a la circulación de vehículos. No incluye a la berma. • La calzada se divide en carriles, los que están destinados a la circulación de una fila de vehículos en un mismo sentido de tránsito. Ancho de carriles: carriles más anchos aumentan la percepción de seguridad del conductor para ir a mayor velocidad • Se utilizan típicamente anchos de: 3.00m, 3.30m y 3.60m. • En carreteras de tercera clase, excepcionalmente pueden utilizarse carriles de 2.50m, con el correspondiente sustento técnico y económico.
  • 12. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC Calzada
  • 13. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC Bombeo de la calzada • Inclinación transversal de la calzada en tramos rectos, con la finalidad de evacuar las aguas superficiales. • El bombeo depende del tipo de superficie de rodadura y de los niveles de precipitación de la zona. Bombeo a dos aguas Bombeo a una agua Superficie de rodadura Bombeo (%) Precipitación <500 mm/año Precipitación >500 mm/año Pavimento asfáltico y/o de concreto 2.0 2.5 Tratamiento superficial 2.5 2.5-3.0 Afirmado 3.0-3.5 3.0-4.0 Valores de bombeo
  • 14. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Pavimento de concreto Pavimento de asfalto Tratamiento superficial Afirmado Superficie de rodadura
  • 15. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Precipitaciones Fuente: Wikipedia.org Trujillo 33.3mm/año Huancayo 936.1mm/año Arequipa 94.6mm/año Cuzco 707.8mm/año Pucallpa 1866.4mm/año Ica 11.4mm/año Cajamarca 690.6mm/año Cuzco Trujillo
  • 16. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC Peralte de la calzada Inclinación transversal de la calzada en curvas horizontales, destinada a contrarrestar la fuerza centrífuga del vehículo. Donde: • Rmin: Radio mínimo (m) • V: Velocidad de diseño (km/h) • Pmax: Peralte máximo asociado a V (en valor absoluto) • fmax: Coeficiente de fricción transversal máxima asociado a V Trayectoria del vehículo P
  • 17. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC Peralte de la calzada Inclinación transversal de la calzada en curvas horizontales, destinada a contrarrestar la fuerza centrífuga del vehículo. Donde: • Rmin: Radio mínimo (m) • V: Velocidad de diseño (km/h) • Pmax: Peralte máximo asociado a V (en valor absoluto) • fmax: Coeficiente de fricción transversal máxima asociado a V Trayectoria del vehículo P
  • 18. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC Peralte de la calzada Inclinación transversal de la calzada en curvas horizontales, destinada a contrarrestar la fuerza centrífuga del vehículo.
  • 19. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC Peralte de la calzada • Se puede utilizar el valor mínimo de 2% para los siguientes radios de curvatura: • A partir de los siguientes valores de radio de curvatura no es necesario el peralte, colocándose en estos casos el bombeo:
  • 20. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC CL Berma Berma Franja paralela y adyacente a la calzada de la carretera. Puede ser de superficie y/o capas inferiores de distinto material o acabado que la calzada. • Funciona como confinamiento de la calzada, protegiendo al pavimento y sus capas inferiores. • Se utiliza como zona de seguridad para maniobras de emergencia o como estacionamiento para detenciones imprevistas. • Las carreteras de calzada única contarán con bermas de anchos iguales. • Las autopistas contarán con bermas interiores y exteriores, siendo las primeras de ancho inferior.
  • 21. Fuente: DG-2014, MTC Berma • Los anchos de berma exterior según la DG-2014 se muestran en la siguiente tabla: • Los anchos de berma interior son 1.50m y 1.20m (solo autopistas 1° y 2° clase). • Si la berma se pavimenta, se debe añadir una franja de 0.50m sin pavimentar para confinamiento (sobreancho de compactación – s.a.c). ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL
  • 22. Berma En general, la berma debe mantener la inclinación de la calzada (bombeo o peralte). Valores normales de inclinación de bermas: • Pavimento o tratamiento superficial: 4% • Grava o afirmado: 4% - 6% • Césped: 8% ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC
  • 23. Berma ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC Ancho de berma Bombeo Peralte > inclinación de berma < inclinación de berma > 1.20m ≤ 1.20m I.B.I.B. I.B. I.B. I.B. I.B. I.B. I.B.
  • 24. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC CL Separador Separador Franja paralela al eje de la carretera que se coloca para separar calzadas e independizar la circulación vehicular. Sirve también para disminuir interferencias o como zona de emergencia. Tiene ancho variable dependiendo de las condiciones del terreno, considerándose como mínimo: • 6.00m para autopistas de 1° clase. • 1.00-6.00m para autopistas de 2° clase. Si el ancho es de 1.00m se deberá instalar un sistema de contención vehicular. Por lo general los separadores laterales tienen un ancho menor que el separador central.
  • 25. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Separador Panamericana Norte, Palao
  • 26. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Sistemas de contención vehicular
  • 27. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL CL Vereda Vereda Franjas paralelas al eje de la carretera destinadas a la circulación peatonal. Especialmente importantes en áreas urbanas. • La norma DG-2014 no incluye consideraciones específicas respecto a veredas. • El Reglamento Nacional de Edificaciones recomienda en áreas urbanas los siguientes anchos: Fuente: Norma GH 020 del RNE Uso de suelo Tipo de vías Principales Secundarias Vivienda 1.80m (calzada única) 2.40-3.00m (calzadas separadas) 1.20m Comercial 3.00m 2.40m Industrial 2.40m 1.80m
  • 28. CL ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Talud en corte Fuente: DG-2014, MTC Taludes Inclinación del terreno tanto en zonas de corte como terraplenes. Talud en corte: variará de acuerdo a las características del terreno y su altura. Las condiciones de estabilidad las determina el estudio de suelos. Clasificación de materiales de corte Roca fija Roca suelta Material Grava Limo arcilloso o arcilla Arena Altura de corte <5m 1:10 1:6-1:4 1:1-1:3 1:1 2:1 5-10m 1:10 1:4-1:2 1:1 1:1 * >10m 1:8 1:2 * * * Valores referenciales para taludes en corte (H:V) (*) Requerimiento de banquetas y/o estudio de estabilidad.
  • 29. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC Taludes La parte superior de los taludes de corte se deberá redondear para mejorar la apariencia de sus bordes. C 1N C 1 C N C N h h
  • 30. CL Talud en terraplén ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC Taludes Inclinación del terreno tanto en zonas de corte como terraplenes. Talud en relleno (terraplén): variará de acuerdo a las características del material con el cual está formado. Materiales Altura <5m 5-10m >10m Gravas, limo arenoso y arcilla 1.5:1 1.75:1 2:1 Arena 2:1 2.25:1 2.5:1 Enrocado 1:1 1.25:1 1.5:1 Valores referenciales para taludes en relleno (H:V)
  • 31. CL ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Cunetas Canales laterales destinados a conducir los escurrimientos de agua procedentes de la plataforma, taludes y áreas adyacentes, a fin de proteger la estructura del pavimento. Cuneta Fuente: DG-2014, MTC • La sección de las cunetas puede ser triangular, trapezoidal o rectangular, entre otras. Sus dimensiones se deducen a partir de cálculos hidráulicos. • Se recomienda revestirlas de concreto o mampostería de piedra para evitar la erosión. • Las pendientes longitudinales mínimas absolutas serán 0,2%, para cunetas revestidas y 0,5% para cunetas sin revestir.
  • 32. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Cunetas • Inclinación del talud interior (Z1): • Inclinación del talud exterior (Z2): de acuerdo con la inclinación en el talud de corte. Fuente: Manual de Carreteras: Hidrología, Hidráulica y Drenaje, MTC Velocidad de diseño IMDA <750 veh/día >750 veh/día < 70km/h 1:0.2 1:0.3 > 70km/h 1:0.3 1:0.4
  • 33. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC Alabeo Los cambios de taludes de corte a terraplén o viceversa requieren de una transición llamada alabeo. Es posible pasar de un valor de talud a otro de manera lineal 1.75:1 4:1 1.5:1 2:1
  • 34. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC Alabeo Los cambios de taludes de corte a terraplén o viceversa requieren de una transición llamada alabeo. Extensión del alabeo Longitud mínima: 10m Se inicia desde que la altura del corte o del relleno son 2m en ambos lados
  • 35. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC Alabeo Los cambios de taludes de corte a terraplén o viceversa requieren de una transición llamada alabeo. Transición del talud de terraplén: Se pasa de este último al talud interior de cuneta de forma lineal
  • 36. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Fuente: DG-2014, MTC Alabeo Los cambios de taludes de corte a terraplén o viceversa requieren de una transición llamada alabeo. Transición del talud de corte: Se pasa de este último al correspondiente valor referencial de forma lineal
  • 37. M.Sc. Ing. Diego Vargas Mendivil dvargas@cip.org.pe www.diego-vargas.com