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UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO
FACULTAD DE INGENIERÍA

SEGUNDA TITULACIÓN
Nombre del Módulo:
ESTUDIO DE UNA CARRETERA MÉTODO TO...
2.02. Pendientes Mínimas, Máxima normal, Máxima excepcional, Media Económicas
2.03 Curvas Horizontales: Tipos Ángulos Míni...
Sin embargo, es importante tener en cuenta que los conocimientos sobre esta materia son muy
extensos, como ya se ha indica...
CAPITULO I

EL TRANSPORTE
1.00 EL TRANSPORTE
La vida en la actividad histórica del hombre se presenta como un continuo via...
exclusivamente construida para su circulación llamada carretera.
1.04 COMPARACIÓN ENTRE DIFERENTES TIPOS DE TRANSPORTE

 ...
a) Mita Agrícola : cultivo comunitario del Campo, Cosechas almacenamiento y
salvaguardarlas o almacenarlas.
b) Mita de con...
2° DE ACUERDO A SU UTILIDAD SOCIOECONÓMICA. Pueden ser:

▪ Caminos de Integración Nacional. Son aquellos que principalment...
la siguiente normalización:

▪ Carreteras Duales. Para IMD mayor de 4,000 veh/día. Consiste en
carreteras de calzadas sepa...
Bolivia y Paraguay. Es un proyecto internacional que permitirá la integración
Socioeconómica de los pueblos de América Lat...
H : Camión de carretera: Highway truck (Ingles).
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En la actualidad se ha emitido el DECRETO SUPREMO N° 058-2003-MTC, de fecha
07 de octubre del 2003. Donde es establecer lo...
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Figura Nº 01.02

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CAPITULO II

PARÁMETROS DE DISEÑO
2.1. VELOCIDAD.
La velocidad es el factor primordial de todos los sistemas de transporte...
De la velocidad influye a su vez en muchos factores de diseño tales como: Distancia de
Parada (DP), Distancia de Paso o So...
OTRA FORMA DE CALCULAR LOS VALORES DE LA DP:
Se considera que durante el tiempo de percepción y reacción del vehículo mant...
Además las NPDC. indican que la visibilidad de paso será asegurada en la mayor
longitud posible del proyecto, señalándose ...
3.1. Pendientes Mínimas.
Las NPDC, recomiendan que en los tramos en corte generalmente se evitara el empleo
de pendientes ...
3.5. Pendiente Media.
Se llama pendiente media al promedio de las pendientes de una carretera para tramos
de longitud cons...
curvas circulares simples de radios diferentes. Se emplean generalmente con el fin de
obtener que el eje de la vía se ajus...
Los radios mínimos que se usarán en las diferentes carreteras serán función da la
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En el proyecto de curvas circulares, el valor máximo del coeficiente de fricción (f) que
se utiliza está basado en la como...
carreteras de primera y segunda clase y de 10 % para carreteras de tercera y cuarta
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mínimos en metros de la longitud de transición del peralte.
Adicionalmente las NPDC. recomiendan que cuando se haya previs...
Visibilidad en curvas horizontales.
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CAPITULO III

PLANEAMIENTO DE UNA VÍA.
3.1 TAPAS DEL ESTUDIO DE UNA CARRETERA
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COMPARACIÓN DE LOS MÉTODOS
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CARACTERÍSTICAS
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• Es adecuado saber relacionar la ubicación para las curvas de volteo.
• No es muy apropiado exagerar el número de los cam...
El levantamiento de esta poligonal consiste en la medición de los ángulos y los lados, en la
nivelación de todos sus vérti...
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I3

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DIBUJO DE PERFIL LONGITUDINAL.
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Izquierda

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Cota Curva de Nivel Cota Curva de Nivel

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POLIGONAL POR DEFLEXIONES. CALCULO DE LAS COORDENADAS DE LOS PIs
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ESTUDIO DEFINITIVO.
1.00 GENERALIDADES
El Estudio Definitivo tiene el propósito u objetivo es adaptar o acomodar el trazo ...
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mucho más suaves que las mínimas requer...
CURVAS REVERSAS O INVERSAS

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CURVA CIRCULAR CON CURVA DE TRANSICIÓN

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CALCULO DE CURVAS HORIZONTALES
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CALCULO DE LAS ESTACAS DE LA PI – PC - PT
Se realiza conociendo los valores de ella:

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Libro de caminos.
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  1. 1. UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO FACULTAD DE INGENIERÍA SEGUNDA TITULACIÓN Nombre del Módulo: ESTUDIO DE UNA CARRETERA MÉTODO TOPOGRÁFICO Nombre del Docente: Ing- JOSÉ BENJAMÍN TORRES TAFUR CICLO-AÑO 1.- AUTORIDADES 2.- PRESENTACIÓN DEL PROGRAMA Ingeniería de Caminos es un curso de formación profesional mediante el cual se busca capacitar al futuro profesional en la formulación de el Diseño Definitivo de una Carretera, que enlace dos puntos determinados, analizando su factibilidad técnico – económico, estimando sus efectos incentivadores de las actividades productivas de su área de influencia, la que permitirá un sustancial ahorro en los costos de operación vehicular, como en los sectores agropecuario, minero, turismo y otros, así como la prevención y mitigación de desastres en obras viales. Por su característica de curso teórico práctico, requiere del alumno la participación en todas las actividades programadas tanto de aula, como en prácticas de campo. 3.- COMPETENCIAS 1. Conoce y representa los principios básicos para diseñar, trazar y replantear una carretera, teniendo en consideración las Normas del Diseño Geométrico de Carreteras, Código de Tránsito, Seguridad Vial y demás dispositivos técnicos vigentes. 2. Aplica correctamente procedimientos de diseño para confeccionar planos de cualquier tipo de carretera, orientándolos a la solución de situaciones reales. 3. Valora la necesidad de la continuación exitosa de la línea de Transporte e incentiva una relación armónica con otras asignaturas afines. 4.- ÍNDICE CAPITULO I. EL TRANSPORTE Definición, Funciones ,Vías de trasporte , tipos , ventajas y desventajas. El vehículo automotor , reseña histórica , dimensiones y pesos. El camino , clasificación , Red Vial del Perú CAPITULO II : PARÁMETROS DE DISEÑO DE LOS CAMINOS. 2.01. Velocidad directriz. Distancia de parada .Distancia de Sobrepeso. Pág. 1
  2. 2. 2.02. Pendientes Mínimas, Máxima normal, Máxima excepcional, Media Económicas 2.03 Curvas Horizontales: Tipos Ángulos Mínimo, Radios :Mínimo Normal, Mínimo Excepcional. 2.04. Peraltes: Mínimo, Máximo Normal Máximo Excepcional para un radio determinado. 2.05. Sobreanchos. 2.05. Curvas Verticales: Tipos, Angulo Mínimo, longitud Mínima. CAPITULO III : DISEÑO DE CAMINOS, ESTUDIOS Y TRAZOS 3.01. Diseño de Caminos, métodos ,ventajas, desventajas. 3.02. Diseño de Caminos. Método topográfico Reconocimientos de Puntos de control .Trazo de la línea gradiente . Selección de la mejor opción de ruta. Estudió preliminar. Línea poligonal, criterios para ubicar la poligonal, coordenadas y sistema de dibujo. Modelos de libretas de campo de gabinete. Ubicar poligonal, coordenadas y sistemas de dibujo. Modelos de libretas de campo y gabinete. Estudio Definitivo. Diseño en planta, curvas horizontales . Curvatura y peralte Estacado de eje. Diseño del Perfil Longitudinal. Curvas verticales parabólicas. Longitud mínima: Curvas cóncavas y convexas. Secciones Transversales. Dibujo de planos. CAPITULO IV : DOCUMENTOS TÉCNICOS DE UN PROYECTO DE CAMINOS 4.01. Memoria explicativa. Planos , Metrados. 4.02. Especificaciones técnicas. 5.- INTRODUCCIÓN La asignatura de Ingeniería de Caminos que ofrece la Facultad de Ingeniería a través del Área de Transportes es una asignatura teórico.-práctica, en la que se capacita al estudiante de Ingeniera Civil de Segunda Titulación, a Profesionales afines a la carrera; a la aplicación de métodos y procedimientos para resolver problemas de diseño y trazo de caminos. En la actividad profesional de la Ingeniería Civil se tiene cuatro amplias especialidades: las estructuras, la hidráulica, las construcciones y el transporte. Se puede afirmar, sin lugar a equivocarse, que la Ingeniería de Transportes es una de las especialidades con mayor campo de acción del ingeniero civil porque se trabaja en diferentes medios empleados en el desplazamiento del ser humano como la superficie terrestre, el agua y el aire; que al ser estudiados dan origen a la Ingeniería Vial que estudia y evalúa las diferentes vías que emplean las modalidades del transporte. Entonces, en relación con la vías que recorren los diferentes medios de transporte, se distinguen las siguientes clases: Vías terrestres, vías acuáticas, vías subterráneas, vías submarinas y vías estratosféricas. Cada una de estas vías tiene conceptos muy amplios de tratar, por lo que en su conjunto la Ingeniería Vial es muy extensa. El curso de INGENIERÍA DE CAMINOS del Módulo del Programa de Segunda Titulación que se dicta en la Facultad de Arquitectura e Ingeniería, Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad César Vallejo de Trujillo, surge como una necesidad de difundir las nuevas técnicas de la Ingeniería Civil, tanto entre los ingenieros como entre los profesionales afines a la carrera.. Pág. 2
  3. 3. Sin embargo, es importante tener en cuenta que los conocimientos sobre esta materia son muy extensos, como ya se ha indicado y un estudio completo de Ingeniería Vial solo se puede efectuar dividiéndolos en cursos específicos o en cursos de post-graduados, ya que requiere de un mínimo de dos años lectivos con varias materias de importancia. En tal sentido, y dado el tiempo muy limitado asignado para desarrollar este curso, solamente nos limitaremos a exponer los temas más fundamentales relacionados con el Estudio y Diseño de una Carretera por el Método Topográfico, con lo cual estamos más relacionados y sobre todo referidos a casos prácticos de solución logrados tanto en las vías del país como en las de otros países, empleando en lo posible en las exposiciones y ayudas audiovisuales seleccionadas para tal efecto. Principalmente se ha procurado mantener el curso a un nivel accesible a toda persona que desea compenetrarse más al problema, sin necesidad de llegar al excesivo detalle técnico. A fin de lograr una mejor exposición de los problemas que genera la presencia del vehículo automotor en una vía o carretera y poder emitir la solución más adecuada mediante el diseño de una vía o carretera, se ha divido el curso en cuatro capítulos. El Capítulo I trata de El Transporte en general, presentando las diferentes transportes que utiliza el Hombre para Trasladarse. El Capítulo II, trata de Los Parámetros de Diseño, como: Velocidad, Pendientes, Elementos de Curvas, Peraltes, Sobreancho, entre otros. El Capítulo III, trata sobre el Diseño en si mediante el método Topográfico y el Capitulo IV, trata sobre los Documentos Técnicos, Memoria Descriptiva y Metrados para el Presupuesto. Pág. 3
  4. 4. CAPITULO I EL TRANSPORTE 1.00 EL TRANSPORTE La vida en la actividad histórica del hombre se presenta como un continuo viajar como un deseo infatigable de ir a un solo sitio o de alcanzar una meta; y para cumplir con esta actividad el hombre ha tenido que allanar dificultades y vencer muchos tropiezos. Es así como el hombre depende cada ves más del transporte, construyendo para sus viajes: los caminos, puertos, aeropuertos y para su meta o descanso las viviendas, edificios, pueblos y ciudades. Para el caso del transporte terrestre se han dotado de condiciones especiales que se traducen en la resistencia y permanencia frente a los agentes destructivos que son el transito y el clima. Los diferentes medios de transporte, como son: Terrestre, acuático, aéreo no compiten entre si, sino que por el contrario se complementan. Por ejemplo donde termina una carretera empieza un aeropuerto, donde termina el viaje de un auto empieza el uso de un río. La carretera y el ferrocarril ambos tienen ventajas y desventajas, dependiendo básicamente de la topografía que atraviesa. 1.01. DEFINICIÓN Es el conjunto de formas o medios inventados por ser humano, con el objeto de trasladarse, transportar sus animales, vegetales, minerales e información cultural para poder vivir y desarrollarse. 1.02. FUNCIONES. ▪ Relacionar los factores población y uso del suelo. ▪ Como factor de coordinación e integración en nuestra sociedad altamente compleja e industrializada. ▪ Cumple una función primordial para el traslado de mercancías, minimizando a la vez costos de compra – venta. ▪ En las zonas urbanas cumple un papel de unión entre las unidades habitacionales y los centros de trabajo. 1.03 TIPOS DE TRANSPORTE ▪ Terrestre ▪ Acuático ▪ Aéreo : : : carreteras, rieles. rutas acuáticas. rutas aéreas. 1.04 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MEDIOS DE TRANSPORTE ▪ Transporte Aéreo. Es el más ágil, más rápido, más seguro, más adecuado, pero el más caro; es conveniente para trasladar persona y valores con seguridad y a grandes distancias. ▪ Transporte Marítimo. Conveniente parta trasladar grandes volúmenes y pesos, también a grandes distancias a precios muy económicos, con mucha seguridad; pero en forma lenta. ▪ Transporte Terrestre. Conveniente para trasladar volúmenes medianos a costos económicos y velocidades relativamente rápidas; este tipo de transporte tiene algunas desventajas como lo es que necesariamente se tiene que contar con una vía Pág. 4
  5. 5. exclusivamente construida para su circulación llamada carretera. 1.04 COMPARACIÓN ENTRE DIFERENTES TIPOS DE TRANSPORTE  El transporte marítimo es el más económico pero el mas lento, en cambio el transporte aéreo es la más rápido, pero también es el medio más caro, en cambio el transporte terrestre o por carretera, si se administra correctamente, es relativamente mas barato y se debe utilizar para el transportes de volúmenes menores, en comparación con lo que se transporta por el transporte marítimo. 2.00 CAMINO. Franja de terreno convenientemente preparada de acuerdo a características técnicas y dotadas de obras tales que por ella puedan transitar los vehículos automotores a una cierta velocidad en las mejores condiciones de seguridad y economía. 2.1. EVOLUCIÓN DEL CAMINO A través de miles de años la carretera ocupa un lugar muy importante en la vida del hombre. En la época primitiva para trasladarse de cabaña en cabaña busca caminos, luego forma senderos o veredas para dirigirse a zonas de cultivo. Posteriormente a medida que las familias que vivían aisladas, se agrupan en pueblos o aldeas para formar finalmente los estados, se construyen los caminos de acuerdo a planos amplios. En sus inicios los caminos son recorridos a pie o empleando animales de carga, cuando se emplean animales de carga, el camino se tiene que transformar en caminos de herradura. Los senderos o veredas o trochas necesitan mejores condiciones ya que además de usarlos de caminos a pie, también se emplea para el tránsito de animales de carga. La rueda aparece 4000 ac. Se dice que los Sumarios (Asia menor) diseñaron la Primera rueda para usarla en vehículos. Con el progreso del vehículo y debido a su creciente demanda, necesariamente se tienen que mejorar los caminos y se dota a estos de una capa de rodadura con una cierta mezcla para soportar cargas. El camino para saltar los obstáculos requieren de obras, a las que se les denomina Obras de Arte, dentro de las que se encuentran los puentes, alcantarillas, aliviaderos, muros de contención; que permiten pasarlos con seguridad y comodidad; asimismo el hombre al recorrer siempre la misma ruta se da cuenta que es posible reducir la pendiente o inclinación de la vía, modificando la topografía del terreno natural, es entonces que procede a realizar los Movimiento de tierras, para poder lograrlo. Esta evolución se produce para formar a lo que en la actualidad de llama camino 2.2. EL SISTEMA DE CAMINOS DEL IMPERIO INCAICO. ▪ Red de carreteras: 16 000 km. Aproximadamente. No conocieron la rueda, pues los recorrían a pie. ▪ Características de los caminos: 1. Servia para la marcha de tropas. 2. Conectar por medio de los Chasquis, el territorio con el Cuzco . 3. Facilitar el transporte de productos. ▪ Para la administración tanto como para el mantenimiento de los caminos se constituyeron núcleos o tambos, para almacenar alimentos, ropas, armas; estos tambos, estuvieron ubicados en sitios estratégicos del camino. ▪ La construcción de los caminos se los ejecuta mediante el Tributo, el que se refería al Trabajo mediante la minga o mita. Esta forma de trabajo se realizaba para: Pág. 5
  6. 6. a) Mita Agrícola : cultivo comunitario del Campo, Cosechas almacenamiento y salvaguardarlas o almacenarlas. b) Mita de construcción : En templos y caminos, construcción de nuevos puentes y el mantenimiento de estas construcciones. ▪ Puentes: De madera o de troncos, Oroyas o tarabitas, Colgantes, De balsas o flotantes. 2.3. EVALUACIÓN DEL TRANSPORTE TERRESTRE NACIONAL Poco después de la primera guerra mundial (1918) solo existían algunos tramos de carreteras las que no estaban conectadas entre si, es decir no formaban una red. Las únicas vías de comunicación eran senderos para mula o caballo en todo el país. Como ya se ha indicado la cordillera de Los Andes ha sido es y será un reto para los ingenieros que pretenden unir apartados pueblos mediante una carretera, por este motivo, desde sus inicios ha constituido la construcción de carreteras ha tenido serias dificultades tales. En 1856 se propuso la construir caminos se empleara el trabajo de los presos. Y en 1920 se da la famosa Ley de Conscripción Vial, que se refería al trabajo obligatorio de todos los ciudadanos en la construcción de carreteras, entre los 18 a 60 años de edad, de 12 días al año para los que tenían de 18 a 25 años y de 6 días al año para el resto . Por el año de 1925, en el Perú, se tenía ya una pequeña red vial, aunque carecía de algunas carreteras para poder ser completa, de tal manera que la comunicación trasandina era deficiente, así como la comunicación de la costa a selva, que para viajar se empleaba mas o menos 15 días en travesía penosa y expuesta a muchos peligros. En la costa solo existía una pista asfaltada de Lima a Miraflores. En otras ciudades de la costa solo las calles principales estaban pavimentadas. Las únicas vías entre la costa y la sierra norte eran de Trujillo a Quiruvilca y la de Chilete a Cajamarca. En la selva no existían carreteras solo existían trochas que habían construido los caucheros. En general en el Perú por esos tiempos existía 4000 km de caminos de los cuales 400 km eran buenos caminos o aceptables. En 1923 en Santiago de Chile se realiza la Quinta Conferencia Internacional de Carreteras Americanas, en la cual a sugerencia del presidente norteamericano de ese tiempo Franklin Roosevelt se da el dispositivo para construir la carretera Panamericana, la que debería unir todas las capitales de los países de norte centro y Sudamérica. Por los años 1937 se construye la carretera de penetración a la selva que llega hasta Pucallpa. El Ministerio de Transporte y Comunicaciones.-Es el sector a nivel nacional encargado de difundir la practica vial general en nuestro país (terrestre marítimo y aérea), La Dirección General del Transporte Terrestre se encarga de lo relacionado con la carreteras. 2.4. CLASIFICACIÓN DE UN CAMINO O CARRETERA 1° POR SU TRANSITABILIDAD. Los caminos se clasifican en: ▪ Carretera sin Afirmar: Son aquellas en las que se ha construido hasta nivel de subrasante. ▪ Carretera Afirmada: Son aquellas donde sobre la subrasante se ha colocado una o varias capas de materiales granulares y es transitable en todo el año. ▪ Carretera Pavimentada: Cuando encima de la subrasante se ha colocado la estructura total del pavimento. Pág. 6
  7. 7. 2° DE ACUERDO A SU UTILIDAD SOCIOECONÓMICA. Pueden ser: ▪ Caminos de Integración Nacional. Son aquellos que principalmente sirven para tener unido el territorio nacional. Unen la capital de la República con capitales de los departamentos o de las regiones. La evaluación para programar la construcción de estas carreteras queda a criterio de los gobernantes, que en su carácter de estadistas, deciden el monto a invertir y las obras que se deben realizar. ▪ Caminos de Tipo Social. Son aquellos que principalmente tienen como finalidad incorporar al desarrollo nacional a los núcleos sociales que han permanecido marginados por falta de comunicación. Normalmente este tipo de caminos son de un solo carril y la superficie de rodamiento suficientemente aglutinada (en forma natural o con productos químicos), para que resista el tránsito y las; condiciones regionales del ambiente; además de que en estos caminos se utilizan las especificaciones geométricas (pendiente y grado de curvatura) máximas. ▪ Caminos para el Desarrollo. Los caminos que provocan el desarrollo de una zona, son aquellos que nos sirven principalmente para propiciar el auge agrícola, ganadero, comercial, industrial o turístico de la zona de influencia. Estos tipos de caminos tienen usualmente una corona o rasante de 7 m. a 11 m. ▪ Caminos entre Zonas Desarrolladas. Son aquellos que comunican zonas desarrolladas y se construyen para disminuir los costos de operación, propiciando el mejoramiento del tránsito en los caminos regionales. Estos caminos tienen como misión comunicar sólo los puntos que han alcanzado mayor desarrollo; por tanto serán directos, con lo que se disminuyen las distancias de recorrido. Con frecuencia son caminos con control de acceso, dependiendo del tránsito, pueden ser de 2, 4 o más carriles. 3° DE ACUERDO CON LAS NORMAS PERUANAS PARA EL DISEÑO DE CARRETERAS (NPDC) los caminos se clasifican de la siguiente manera: A) CLASIFICACIÓN POR SU JURISDICCIÓN Pueden ser carreteras del sistema nacional, departamental y vecinal. ▪ Carreteras del Sistema Nacional. Que corresponde él la red de carreteras de interés nacional y que une los puntos principales de la nación con sus puertos y fronteras. Este sistema que forma la red vial básica del país está formado por Carreteras longitudinales, carreteras de penetración y carreteras de influencia regional. Las carreteras del sistema nacional evitarán en general, el cruce de poblaciones y su paso por ellas deberá relacionarse con las carreteras de circunvalación, o vías de evitamiento, previstas e los planos reguladores correspondientes. ▪ Carreteras del sistema Departamental. Son aquellas carreteras que constituyen la red vial circunscrita a la zona de un departamento uniendo capitales de provincias o zonas de influencia económica, social dentro del mismo departamento o aquellas que rebasando la demarcación departamental une poblados de menor importancia. ▪ Carreteras del sistema Vecinal. Conformado por aquellas carreteras de carácter local y que unen las aldeas y pequeñas poblaciones entre sí. B) CLASIFICACIÓN SEGÚN EL SERVICIO Según el servicio que deben prestar, es decir el trancito que soportarán, las carreteras serán proyectadas con características geométricas adecuadas, según Pág. 7
  8. 8. la siguiente normalización: ▪ Carreteras Duales. Para IMD mayor de 4,000 veh/día. Consiste en carreteras de calzadas separadas, para dos o más carriles de tránsito cada una. ▪ Carreteras de Primera Clase. Para IMD comprendido entre 2000 y 4000 veh/día. ▪ Carreteras de Segunda Clase. Para IMD comprendido entre 400 a 2000 veh/día. ▪ Carreteras de Tercera clase. Para IMD hasta 400 veh/día. ▪ Trochas carrozables. IMD no especificado. Constituyen una clasificación aparte, pudiéndoseles definir como aquellos caminos a los que les faltan requisitos para poder ser clasificados en Tercera Clase; generalmente se presentan periodos correspondientes a la construcción por etapas. Volumen de Tránsito: se llamea volumen de transito al número de vehículos que pasan por un determinado punto de una vía en un período de tiempo determinado. Este volumen de tránsito puede ser en un sentido o en ambos sentidos de la vía. El período de tiempo es generalmente: un año, un día o una hora. Este volumen de transito es la que da la demanda de la vía. Índice Medio Diario (IMD) se llama IMD al número de vehículos que pasa por una vía en un día promedio del año. I .M .D = número de vehículos 365 dias Capacidad de una Vía: Se llama Capacidad de una Vía, al número máximo de vehículos que pueden circular en una determinada Vía, bajo condiciones determinadas y en un período de tiempo exacto, esto da la oferta de la vía. 2.5. LA RED VIAL DEL PERÚ Nuestro país cuenta con una red vial de aproximadamente 92,0000 Km. de carretera, la misma que está formada por dos clases de carreteras: 1°. CARRETERAS LONGITUDINALES: Son aquellas que atraviesan nuestro territorio de norte a sur. Se las clasifican en: 1.a. Longitudinal de la Costa (Panamericana). • Panamericana Norte : Lima – Pativilca – Chimbote – Trujillo – Chiclayo - Piura (puente Macará - Limite internacional) L = 1138.5 Km. • Panamericana Sur : Lima – Ica – Nazca – Ocoña – Camaná – Arequipa – Moquegua - Tacna (Concordia Límite internacional) L = 1372 Km. 1.b. Longitudinal de la Sierra. Esta carretera esta todavía en ejecución y cuando esté terminada, unirá la mayor parte de las capitales de los departamentos de la sierra. Su recorrido es paralela a la Panamericana y nace en Frontera con el Ecuador y concluye en el Desaguadero (frontera con Bolivia), vincula: Piura Cajamarca - La Libertad –Ancash – Huánuco – Pasco – Junín – Huancavelica – Ayacucho - Apurímac, Cuzco - Puno. 1.c. Longitudinal de la Selva. Denominada también Marginal de la Selva; esta carretera tiene la finalidad de unir Venezuela, Colombia, Ecuador, Perú, Pág. 8
  9. 9. Bolivia y Paraguay. Es un proyecto internacional que permitirá la integración Socioeconómica de los pueblos de América Latina. 2° CARRETERAS TRANSVERSALES: Desde la Panamericana y de la longitudinal de la sierra se. desprenden y casi en ángulo recto hasta el oriente, estas carreteras son denominadas: carreteras transversales que constituyen la red vial de carreteras transversales. Estas vías transversales deben unir la costa con la marginal de la selva y se caracterizan porque se originan en el puerto marítimo y tienen su punto final en un puerto fluvial en general cerca de algún sector de nuestras fronteras. Gran parte de ellas se convierten en bi-oceánicas porque al llegar al puerto fluvial se hacen navegables a través del río Amazonas para llegar hasta el Atlántico. Entre las más importantes se tiene: Olmos - Pucará, Pacasmayo - Cajamarca, Trujillo - Huamachuco; Casma - Huaraz; Lima - Canta; Lima Oroya; Mollendo – Arequipa - Puno; Moquegua - Puno. 2.6. VENTAJAS DE DISPONER DE UNA BUENA RED DE CAMINOS. a, Se propicia el aumento de la producción agrícola y de las riquezas naturales b. Se propicia el progreso de otras regiones apartadas.. c. Se logra el aumento del poder de cambio de los pueblos. d. Se propicia la conversión de cultivos más provechosas y productivos. e. Se logra un mejor equilibrio de la mano de obra teniendo en cuenta las industrias fijas de los temporales. f. Se logra el contacto de la población rural con las urbanas lográndose un mejor entendimiento de sus problemas. g. Se mejorara las condiciones Sanitarias por resultar más fáciles la accesibilidad a la asistencia medica. 3.00 EL VEHÍCULO. Se denomina así a la maquina que se mueve por si misma, mediante un motor a combustión y que puede ser guiado por una vía o carretera sin necesidad de un carril rígido. Entre sus partes se encuentra el chasis, motor, caja de cambios, sistema de la dirección, embrague, sistema de frenos, entre otros. Desde el punto de vista del proyecto de una carretera, el vehículo tiene importancia, en las siguientes características: 1) Dimensiones de los vehículos: Para determinar los espacios que ocupan en la vía 2) Su manejabilidad. Para determinar los parámetros de diseño 3) Peso: sirve para diseñar los pavimentos es necesario conocer el tipo de carga el peso aproximado de las mismas y de los vehículos ejercen sobre la misma vía. 3.01 EL VEHÍCULO Y SU INFLUENCIA EN LA CARRETERA. La función básica de la carretera es la de servir al tránsito, por lo tanto, esta debe tener condiciones que permita la circulación del vehículo con la máxima seguridad, comodidad y eficacia, para ellos debe satisfacer condiciones técnicas como: 1. Un buen trazo en planta y perfil, y una buena sección transversal apropiada de manera que los vehículos puedan salvar económicamente sus pendientes y pasar sus curvas con una seguridad completa. 2. La superficie de rodadura de la carretera deberá tener la resistencia apropiada para no deteriorarse bajo la acción de los vehículos. 3.02 CARGAS DE DISEÑO PARA CARRETERAS Y PUENTES. Según la AASHTO, considera la siguiente nomenclatura, nomenclatura que en el Perú ya ha se encuentra en desuso, salvo en algunos casos para el diseño de puentes, alcantarillas, aliviaderos y pavimentos. Pág. 9
  10. 10. H : Camión de carretera: Highway truck (Ingles). S : Trailer : Semiremolque. El número 44, indica el año en que se adoptó la norma de carga H10-44 : Camión de 10 toneladas del año 1944. H15-44 : Camión de 15 de toneladas de 1944. H20-44 : Camión de 20 toneladas de 1944. H15-S12-44 : Semitrailer de 27 toneladas de 1944 H20-S16-44 : Semitrailer de 36 toneladas de 1944. Camiones tipo H y HS, en la figura 01.01, se indica la distribución de las cargas en cada uno de estos vehículos. Pág. 10
  11. 11. C L Sardinel (Bordillo) .61 4.27 1.83 .61 A H 10 H 15 2 Tn. (1,814.00 kg.) 3 Tn. (2,720.00 kg.) 8 Tn. (7,258.00 kg.) 12 Tn. (10,886.00 kg.) H 20 4 Tn. (3,629.00 kg.) 16 Tn. (14,515.00 kg.) W = Peso total del camión cargado, Toneladas Cortas (Toneladas Inglesas Cortas = 907 kg. = 2000 lbs) 40 % 1.83 a 10 % W A = Ancho del Carril a = Ancho de cada llanta trasera y es igual a 2.54 cm. por cada Tonelada de peso Total del Camión Cargado. Para un H 10: a = 25 cm. = 10" Para un H 15: a = 38 cm. = 15" Para un H 20: a = 51 cm. = 24" 10 % W C L Sardinel (Bordillo) 4.27 1.83 .61 A 3 Tn. (2,720.00 kg.) 4 Tn. (3,629.00 kg.) 12 Tn. (10,886.00 kg.) 16 Tn. (14,515.00 kg.) 40 % W A = Ancho del Carril 16 Tn. (14,515.00 kg.) 40 % W 1.83 10 % W .61 a H 15 - S 12 H 20 - S 16 4.27 a 9.15 W = Peso combinado en los primeros dos ejes que es el mismo para el camión H correspondientye, Toneladas Cortas. a = Ancho de cada llanta trasera y es igual a 2.54 cm. por cada Tonelada de Peso Total del Camión Cargado. Para un H 15 - S 12: a = 38 cm. = 15" Para un H 20 - S 16: a = 51 cm. = 24" Figura Nº 01.01 Pág. 11
  12. 12. En la actualidad se ha emitido el DECRETO SUPREMO N° 058-2003-MTC, de fecha 07 de octubre del 2003. Donde es establecer los requisitos y características técnicas que deben cumplir los vehículos para que ingresen, se registren, transiten, operen y se retiren del Sistema Nacional de Transporte Terrestre. Los requisitos y características técnicas establecidas en el presente Reglamento están orientadas a la protección y la seguridad de las personas, los usuarios del transporte y del tránsito terrestre, así como a la protección del medio ambiente y el resguardo de la infraestructura vial. En dicho Decreto Supremo, se tiene los siguientes artículos, entre otros: REGLAMENTO NACIONAL DE VEHÍCULOS Según Decreto Supremo N° 058-2003-MTC TITULO I Clasificación Vehicular Artículo 5°. Objeto de la clasificación vehicular TITULO II Identificación Vehicular Artículo 6°. Objeto de la identificación vehicular Artículo 7°. Códigos de identificación vehicular Artículo 8°. Identificación vehicular Artículo 9°. Exigencia de los códigos de identificación Artículo 10°. VIN para los vehículos fabricados o ensamblados en el Perú TITULO V Pesos Y Medidas Vehiculares CAPITULO I: Generalidades Artículo 33°. Alcances Artículo 34°. Competencias Artículo 35°. Verificación y registro Artículo 36°. Señalización de los pesos, medidas vehiculares y número de Placa Única Nacional de Rodaje Artículo 37°. Pesos máximos permitidos Artículo 38°. Tolerancia del pesaje dinámico Artículo 39°. Medidas vehiculares Artículo 40°. Controles de medidas Artículo 41°. Potencia/ peso bruto combinado Artículo 42°. Vehículos Especiales Artículo 43°. Transporte de mercancía especial ANEXO IV : PESOS Y MEDIDAS 1. Pesos y medidas máximas permitidas 2. Peso máximo por eje o conjunto de ejes 3. Tolerancia del pesaje dinámico 4. Ejes retráctales 5. Suspensiones neumáticas y neumáticos extra anchos 6. Medidas vehiculares 7. Tabla de infracciones y sanciones 8. Tablas de escala de multas Pág. 12
  13. 13. Pág. 13
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  15. 15. Figura Nº 01.02 Pág. 15
  16. 16. CAPITULO II PARÁMETROS DE DISEÑO 2.1. VELOCIDAD. La velocidad es el factor primordial de todos los sistemas de transporte y aquella con que circulan los vehículos por una vía es un índice importante que debe tenerse en cuenta al establecer las características de proyecto de la misma. Se distinguen tres. tipos de velocidad: 1. Velocidad do operación: Que es la máxima velocidad de circulación en condiciones imperantes en la vía, como el tránsito, el estado de la superficie de rodadura y las condiciones ambientales existentes. 2. Velocidad de marchar: Que es la determinada en un trayecto de carretera al dividir la distancia total recorrida por el tiempo efectivo de marcha. 3. Velocidad Directriz o de diseño: Que es la escogida para proyectar una carretera y relacionar las características físicas de la vía, tales como los radios de curvatura, el peralte, las distancias de visibilidad, etc., de los cuales depende la operación segura de los vehículos. También se puede definir como Es la escogida para el diseño, entendiéndose que será la más que se podrá mantener con seguridad sobre una sección determinada de la carretera cuando las circunstancias favorables para que prevalezcan las condiciones de diseño. La velocidad directriz condiciona todas las características ligadas a la seguridad de transito. Por lo tanto ellas, como el alineamiento horizontal y vertical, distancia de visibilidad y peralte, variarán apreciablemente con la velocidad directriz. En forma indirecta están influenciados los aspectos relativos al ancho de la calzada, bermas, etc. Las NPDC, estipula que las características geométricas, (radio mínimo de las curvas horizontales y verticales, distancias de visibilidad de parada y de sobrepaso, etc.) están relacionadas a cada velocidad directriz. ELECCIÓN DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ. La elección de la velocidad de diseño es una cuestión esencial primordialmente de índole económica. Esta velocidad para lograr el mínimo consumo de combustible y el menor desgaste de vehículo, debe conservarse lo mas uniforme posible y a la vez debe ser lo mas alta posible para atender a los requerimientos del volumen de tráfico. Estas condiciones solo se obtienen en terrenos planos; en terrenos ondulados y mas aun en terrenos accidentados la curvatura y pendiente imponen variaciones en la velocidad con el sobrecosto consiguiente en el transporte. De acuerdo con la NPDC. la velocidad directriz está influenciada por los siguientes factores: Relieve del terreno, Tipo de carretera a construirse, Volumen y tipo de tráfico que se espera, por otras consideraciones de orden económico. Con base en la geografía física Peruana, en nuestro medio se emplean los siguientes tipos de velocidades de diseño, según el. tipo de topografía y la clase de carretera a diseñar. Clase de Carretera Primera Segunda Tercera Cuarta VELOCIDAD DIRECTRIZ Topografía Plana Ondulada 100 60 80 45 50 35 30 25 Accidentada 45 30 25 20 Fuente: NPDC. Pág. 16
  17. 17. De la velocidad influye a su vez en muchos factores de diseño tales como: Distancia de Parada (DP), Distancia de Paso o Sobrepaso (DS), Radios Mínimos de curvas horizontales, ancho de la sección transversal. VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ En nuestro País, por lo cambiante de la topografía no es posible mantener constante la velocidad de diseño, por lo que en una carretera puede haber diversos tramos calculados para velocidades directrices diferentes, la cual se indicará por medio de señales de tránsito instaladas en el borde de la vía. Las Normas Peruanas para el diseño de carreteras recomiendan que Ion cambios en la velocidad de diseño se efectuarán en incrementos o decrementos de 15 km/h. o se tomará el 20% de la Velocidad Directriz. Se tomará la menor variación. • • Cada 15 Km/h 20% de V Por Ejemplo, si se tiene una Velocidad Directriz de 60 Km/h., y es necesario hacer una variación de velocidad, se tendría dos posibilidades: 1. Cada 15 Km/h 2. 20% de 60 = 12 Km/h. Se tomaría 12 Km/h, por ser la menor variación. 2.2. DISTANCIAS DE VISIBILIDAD. Se entiende por distancia de visibilidad al tramo de máxima longitud de carretera perceptible hacia adelante por el conductor que transita por ella. Para que la marcha sea segura es preciso que, en ningún caso, esta distancia sea menor de la requerida para efectuar las maniobras necesarias él la circulación del vehículo sin peligro. Al efecto deben considerarse dos tipos de distancias de visibilidad de frenado y de paso. 1. DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE FRENADO O DE PARADA. Es la mínima distancia para que el conductor de un vehículo, marchando a la velocidad directriz pueda detenerse antes de llegar a un objeto fijo que aparece de improviso en su línea de circulación. En ningún punto de la carretera la distancia de visibilidad debe ser menor que la distancia de frenado. Factores que influyen en la distancia de visibilidad de parada: 1) 2) 3) 4) Velocidad directriz. Pendiente Del tiempo de percepción y reacción del conductor para aplicar los frenos. Tipo de superficie y condiciones en que se encuentre. Las NPDC. da los valores de la Dp en su lamina 4.2.2, (Pág. 17) DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA (Dp) SEGÚN LA VELOCIDAD DIRECTRIZ V. Directriz (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1 - 0% Dp 1 - 6% 1 - 6% 30 35 30 45 50 40 60 65 55 75 85 70 95 105 85 115 125 100 135 155 120 160 185 145 180 215 165 Fuente: NPDC. lamina 4.2.2 De acuerdo con las NPDC. La Distancia de Visibilidad de Parada se lo obtiene de la lámina Nº 4.2.2. Pág. 17
  18. 18. OTRA FORMA DE CALCULAR LOS VALORES DE LA DP: Se considera que durante el tiempo de percepción y reacción del vehículo mantiene la misma velocidad que tiene la misma aparición del obstáculo. Una vez aplicada los frenos la velocidad es decreciente y recorre la distancia que denominaremos dl, la cual depende los factores antes mencionados; P V² F = P CF F = 2gd1 Si la Vd. se expresa en km/h., se obtiene: V² d1 = 0.0039 m. CF Se considera por observaciones experimentales, que el tiempo de percepción más el tiempo de reacción puede considerarse en 2.5 seg. En este tiempo a la velocidad directriz el vehículo recorre 2.5(V/3.6)0.6944V., por lo tanto la distancia de parada en metros, es de acuerdo a la siguiente formula V² Dp = 0.6944 V + d1 = 0.6944 V + 0.0039 CF 2.2.DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PASO (DS) Es la mínima distancia que debe estar disponible, a fin de facultar al conductor del vehículo a sobrepasar a otro que se supone que viaja a velocidad de 15 km/h menor, con comodidad y seguridad, sin causar alteración en la velocidad de un tercer vehículo que viaja en sentido contrario a la velocidad directriz, y que se hace visible, cuando se ha iniciado la maniobra de sobrepaso. Al calcular la distancia de visibilidad para pasar, la AASHTO suposiciones con respecto al comportamiento del conductor: hace las siguientes 1. El Vehículo que se rebasa va a una velocidad uniforme, menor que la del proyecto. 2. El vehículo que sobrepasa tiene que reducir su velocidad a la que lleva el vehículo que es rebasado mientras recorre la parte del camino donde la distancia de visibilidad no es segura para pasar. 3. Una vez que obtiene amplia visibilidad, el conductor del vehículo que va a adelantarse necesita del tiempo de percepción-reacción para observar la situación y decidir sobre la maniobra de paso. 4. El vehículo que pasa es acelerado entonces y se considera que su velocidad media, mientras realiza su operación, es de 16 Km/h superior a la del vehículo alcanzado. 5. Un tercer vehículo aparece en el carril de tráfico opuesto cuando el vehículo que pasa ocupa inicialmente dicho carril completo. 6. En necesaria una distancia de seguridad entre el vehículo del tránsito opuesto y el vehículo que pasa, en el instante en que éste completa su ingreso al carril primitivo. Las NPDC. para determinar la DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE SOBREPASO propone la lamina N° 4.3.2 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE SOBREPASO V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Ds (m.) 90 175 260 350 430 510 580 640 700 Fuente: : NPDC. lamina 4.3.2 Pág. 18
  19. 19. Además las NPDC. indican que la visibilidad de paso será asegurada en la mayor longitud posible del proyecto, señalándose que esta deberá asegurarse en un porcentaje no menor que el fijado en la siguiente tabla: PORCENTAJES DE LONGITUD CON VISIBILIDAD DE SOBREPASO. Carretera Velocidad Directriz Porcentaje Del Proyecto En Que Debe Asegurarse La Visibilidad De Paso. Primera Clase Segunda Clase Tercera Clase De 30 a 70 km/h De 40 a 80 km/h Da 70 a 100 km/h 25% 50% 70% Fuente: NPDC. Porcentaje de longitud con visibilidad de sobrepaso. Para hacer el chequeo de este porcentaje se considera que los tramos rectos tengan una longitud mayor a la Ds. respectiva. En caso de que los tramos rectos no sean suficientes podrá tomarse las siguiente alternativas: • Rectificar alineamientos eliminando curvas horizontales a fin de tener alineamiento recto más grandes. • Ampliar los radios de las curvas de modo que satisfagan el radio con visibilidad de sobre paso. • Disponer banquetas de visibilidad. 2.3. PENDIENTES. Las carreteras para unir puntos que están en diferentes niveles, necesitan ser habilitadas con tramos con pendiente. Estos tramos pueden tener variados valores de inclinaciones, pero que estén enmarcados dentro de un rango. Este rango define la pendiente mínima y máxima. A H x 100 DH Pendiente se usa en Porcentaje (%) Pendiente = Tg Ø = H ø B DH El empleo de las pendientes para los diferentes tramos de un trazado DEBE SER objeto de atento estudio por parte del proyectista, procederán a las comparaciones necesarias y explicara la elección necesaria Por lo tanto incumbe el proyectista la obligación de demostrar que la solución elegida es la mejor que otras posibles, sin superar los valores máximos. Al efectuarla elección el proyectista tendrá en cuenta antes que nada, la influencia de la pendiente sobre el costo de la construcción de al carretera, tanto por lo que se refiere a los mayores costos en conexión con los desarrollos que generalmente al empleo de una pendiente menor, como por lo referente a los costos mas altos que podrían derivar del empleo continuo de la pendiente indicada como máxima. Además, el proyectista tendrá en cuenta las repercusiones de la pendiente sobre el costo de operación y sobre la capacidad de la carretera. Pág. 19
  20. 20. 3.1. Pendientes Mínimas. Las NPDC, recomiendan que en los tramos en corte generalmente se evitara el empleo de pendientes menores 0.5%; pero podrá hacerse uso de rasantes horizontales en los casos en que las cunetas adyacentes puedan ser dotadas de la pendiente necesaria para garantizar el drenaje Sin embargo teniendo en cuenta que la pendiente mínima carece de relación con la velocidad y con la tracción, pero tiene influencia directa con el drenaje de la vía. Las pendientes mínimas que se aconsejan son: Pendiente mínima en terreno plano Pendiente mínima en terreno accidentado : : 0.3 %. 0.5 % 3.2. Pendientes Máximas Normales. Según las NPDC. Estipula que: “El proyectista tendrá, general que considerar deseable los límites máximos de pendiente que están indicados en la tabla 5.5.4.3. Se aclara de todas maneras de todas maneras que los limites máximos normales de pendiente se establecerán teniendo en cuenta la seguridad de al circulación de los vehículos pesados, en alas condiciones mas desfavorables de pavimento”. PENDIENTES MÁXIMAS NORMALES. ALTITUDES MENORES De 3000 m, s.n.m 7% ALTITUDES MAYORES De 3000 m, s.n.m 6% Fuente: NPDC. TABLA 5.5.4.3 3.3. Pendientes Máximas Excepcionales. El empleo de estas pendientes solo se utilizaran en forma excepcional, cuando existan motivos justificados para hacerla y especialmente cuando el empleo de pendientes menores conducirán alargamientos innecesarios del recorrido. Según las NPDC. Aclara que: “El proyectista recurrirá al empleo de ellos o de valores muy próximos solo en forma excepcional cuando existen motivos justificado para hacerlo especialmente cuando el empleo dependientes menores conducirla ala alargamiento artificiales de recorrido o aumentos de tortuosidad en el trazado a obras especialmente costo”. PENDIENTES MÁXIMAS EXCEPCIONALES. ALTITUDES MENORES De 3000 m, s.n.m 8% ALTITUDES MAYORES De 3000 m, s.n.m 7% Fuente: NPDC. TABLA 5.5.4.4 3.4. Pendientes Económicas La pendiente económica serán aquella que permitan al vehículo subir a la velocidad mas eficiente de su máquina, esto es, con el menor consumo de combustible y lubricantes y descender sin necesidad de usar los frenos y sin alcanzar una velocidad excesiva, lo cual reduce al desgaste mecánico y de las llantas. Desde esto punto de vista la pendiente mas económica será de 3%, porque en uno u otro sentido la velocidad operacional es prácticamente la misma que a nivel. Pág. 20
  21. 21. 3.5. Pendiente Media. Se llama pendiente media al promedio de las pendientes de una carretera para tramos de longitud considerada. H ( acumulado ) x 100 Dh ( acumulada ) Im(%) = d a Cota Cd Cota = C2 d5 d1 d4 d2 Cota=CA B B A Cota CB b c d3 Planta Cota Cb Cota Cc d b h5 h4 a h2 B h3 h1 c A d1 d2 d3 d4 d5 Elevación Según las NPDC. las pendientes medias máximas son: PENDIENTES MEDIAS MÁXIMAS Altitud Primera y Segunda Tercera y Cuarta - 1000 m.snm 4.60 % 5.00 % 1000 - 2000 m.snm 4.20 % 4.60 % 2000 - 3000 m.snm 3.80 % 4.20 % 3000 - 4000 m.snm 3.40 % 3.80 % 4000 a más 3.00 % 3.40 % 0 Fuente: NPDC. 2.4. CURVAS HORIZONTALES. Son las curvas que se emplean en las vías de comunicación terrestres para cambiar de una dirección a otra, uniendo dos tramos rectos, tangentes. Estas curvas son arcos de circunferencia. Las curvas horizontales pueden ser: a. Curvas horizontales Simples: Cuando están constituidas por un tramo de una sola circunferencia que empalma dos tangentes. b. Curvas horizontales compuestas: Son aquellas que están constituidas por dos o mas Pág. 21
  22. 22. curvas circulares simples de radios diferentes. Se emplean generalmente con el fin de obtener que el eje de la vía se ajuste lo mas posible al terreno c. Curvas Reversas: Son las que se forman al poner una curva a continuación de otras pero son de deflexión contraria. Estas curvas no son recomendadas en el trazo de una carretera. ELEMENTOS DE CURVAS HORIZONTALES: Los elementos de las curvas horizontales, que permiten su ubicación y trazo en el campo son:  Puntos: PI : Intersección de dos alineamiento. PC : Principio de curvas. PT : Término de curva o principio de tangencia.  Segmentos: R : Radio de la curva. T : Tangente de la curva. E : Externa. Lc : Longitud de curva circular (arco PC. PT) C : Cuerda entre el PC. PT. F : Ángulos de intersección de dos alineamiento (ángulo de deflexión). Las fórmulas para el cálculo de los elementos de curva son: ELEMENTO DE CURVA SÍMBOLO T Tangente FORMULA T = R Tang ( I 2 ) L= L Longitud de curva πRI 180 Cuerda C C = 2 R Sen ( I 2 ) Externa E E = R [ Sec ( I 2 ) − 1] Flecha F F = R [1 − Cos ( I 2 ) ] PI T E I T Lc F F PC PT R R O 2.4.1. Radios Mínimos Normales. Pág. 22
  23. 23. Los radios mínimos que se usarán en las diferentes carreteras serán función da la velocidad directriz y del peralte, de acuerdo a los valores qua se indican en la tabla 5.3.3.1 (NPDC) VELOCIDAD DIRECTRIZ (Km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Fuente: NPDC. RADIO MÍNIMO NORMAL (m) 30 60 90 130 190 250 330 425 530 PERALTE % 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 2.4.2. Radios Mínimos Excepcionales. Son radios cuyos valores son menores que los anteriores y serán usados Dolo en casos especiales bajo una debida fundamentación, indicando el motivo o causa por: lo que el diseñador tiene que recurrir a estos valores. Ver tablas 5.3.2.1. y 5.3.2.2. NPDC. 2.4.3. Radios Mínimos. RADIOS MÍNIMOS DE LAS CURVAS CLASE DE CARRETERA Primera Clase Segunda Clase Tercera Clase Cuarta Clase Fuente: NPDC. TOPOGRAFÍA Plana 340 200 65 23 Ondulada 110 56 30 15 Accidentada 56 23 15 10 Valores que han sido calculados con la fórmula: R= V2 128 ( P + C f ) Donde: V está en Km/h P = 0.08 para 1ra y 2da clase. P = 0.10 para 3ra y 4ta clase. 1 Cf = f = 1. 4 3 V 2.5. ELEMENTOS DE SEGURIDAD EN LAS CURVAS En el proyecto de una carretera, se debe tener en cuenta que en una curva se presentan tres Pág. 23
  24. 24. problemas: 1. Efecto de la Fuerza centrífuga. Lo que originaría que el vehículo pierda el equilibrio y salga fuera de la carretera. 2. Invasión del carril contrario. De acuerdo a la longitud del vehículo y a las características de la curva, este puede invadir el carril contrario. 3. Falta de visibilidad. Cuando existe algún obstáculo en la vía, el conductor debe tener el tiempo y la distancia suficiente para visualizarlo, reaccionar y frenar el vehículo. Para estos tres problemas, existe tres soluciones como factores que conciernen a la seguridad. 1. PERALTE Cuando un vehículo que pasa de una tangente a una curva, al transitar por la curva circular, aparece una fuerza que trata de desviarlo racialmente hacia fuera, esta fuerza es la fuerza centrífuga (que se supone horizontal). Para contrarrestar esta fuerza centrifuga se le da el peralte necesario, denominándose peralte a la inclinación que se le da a la curva hacia su centro y esta dado en porcentaje. N a P g x V² R a P sen B F C a a a A P Donde: P V² x = Fuerza Centrífuga g R P V R g = = = = Peso del cuerpo en kg. Velocidad en m/seg. Radio de la curva en m. Aceleración de la gravedad, en m/seg². Llamando α = Angulo que forma la superficie inclinada con la horizontal. (a) S = Pendiente del peralte = tg α. Las fuerzas que actúan sobre el vehículo están en equilibrio y considerando las componentes rectangulares a AB, se tiene: P Sen α + F = P V² x Cos α g R Donde F = Fuerza de Rozamiento variable y ajustable, que tiene un valor máximo de fP, siendo f el factor de rozamiento admisible. Reemplazando F = fN = fP Cos α , en la ecuación anterior y dividiendo por P.Cos α , Pág. 24
  25. 25. se tiene: P Sen α fP C α os P V² C α os + = x x PC α os P Cos α g R PC α os Por otro lado: Tg α + f = V² gR Tg α = ó V² −f gR Si no se toma en cuenta el factor de rozamiento f, se tiene. Tg α = V² gR Sustituyendo V en m/seg por V/3.6 en Km/h y haciendo g = 9.81 m/seg², se tiene: PendienteT ransversal =S = V² 128 R Esta formula, aun considerando la fricción da resultados muy altos, lo que podría provocar deslizamientos de los vehículos en la curva, cuando la velocidad fuera menor que la de diseño. Como el criterio es absorber con el peralte la fuerza centrífuga debido a los ¾ de la velocidad o sea el 56% de la fuerza centrífuga total y el 44% restante con el total se tiene: S = (0.75 )² V ² 0.5625 V ² = 128 R 128 R Dividiendo numerador y denominador por 0.5625, se tiene: S = V² 228 R Multiplicando por 100, se obtiene la formula usada por las Normas Peruanas, en porcentaje (%) Peralte = p = V² en % 2.28 R Donde: p = R = V = Peralte Radio de la Curva (m) Velocidad Directriz (Km/h) El cálculo del peralte de las curvas con la formula es mas segura y cómoda; sin embargo se debe tener en cuenta que no es conveniente aumentar exageradamente el peralte de las curvas ya que la ventaja que se obtiene es muy pequeña aparte del aumento en el costo de la obra se perjudica el tráfico en general, ya que los vehículos que marchan a velocidades menores que la velocidad de diseño tendrían que circular por la parte baja del peralte, haciendo trabajar en exceso a un sola zona de carretera a lo que se suma que el trafico se hace peligroso en la curva, ya que un sentido de la circulación tiende a marchar fuera de su carril. Es conveniente que el peralte de las curvas se de sin modificar el Perfil Longitudinal del eje de la carretera, es decir haciendo descender el radio interior y subiendo el exterior. Las Normas Peruanas, dan los peraltes en función de la Velocidad Directriz y de los radios mínimos de las curvas. Coeficiente de fricción transversal. Pág. 25
  26. 26. En el proyecto de curvas circulares, el valor máximo del coeficiente de fricción (f) que se utiliza está basado en la comodidad del conductor y en la estabilidad del vehículo contra el deslizamiento. Se a comprobado experimentalmente que para cada velocidad de operación se desarrolla un valor distinto de fricción transversal. El siguiente cuadro muestra los coeficientes para los respectivos valores de velocidad experimentados, aplicables ellos por igual a pavimentos de Concreto hidráulico y a pavimentos asfálticos Velocidad (km/h) 40 50 60 70 80 100 120 Coeficiente de Fricción (Cf) 0.185 0.165 0.157 0.152 0.144 0.133 0.122 VALOR MÁXIMO DEL PERALTE. Por razones de orden práctico el valor máximo del peralte debe, limitarse, ya que un peralte exagerado puede provocar el deslizamiento del vehículo hacia el interior de la curva cuando circula él baja velocidad o se ve obligado a detenerse. De otra parte un peralte reducido resulta inadecuado porque limita la velocidad de las curvas. Según las NPDC:  Peralte máximo normal :  Peralte máximo excepcional : 6% 10 % Los valores correspondientes a los del radio mínimo normal y excepcional para cada velocidad directriz están indicados en la tabla 5.3.1.1; 5.3.2.1 y 5.3.2.2. de las NPDC. La AASHTO recomienda loa valores siguientes:     Cuado no se forma hielo sobre la vía Valor más aconsejable en cualquier caso En regiones de frecuentes nevadas Para volúmenes elevados de tráfico y en áreas urbanas : : : : 0.12 0.10 0.08 0.06 VALOR DE LOS PERALTES MÁXIMO, PARA RADIOS MÍNIMOS V (Km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Radio Mínimo Normal (m) 30 60 90 130 190 250 330 425 530 Peralte (%) 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Radio Mínimo Excepcional (m) 25 45 75 110 160 220 280 380 475 Peralte (%) 10.0 10.0 10.0 10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 8.0 Fuente: NPDC. VALOR MÍNIMO DEL PERALTE. Las NPDC. indican en toda curva tendrá un peralte mínimo da 2% para radios mayores que los indicados, para cada velocidad directriz {tabla 5.3.4.1.} NORMAS A TENER EN CUENTA PARA EL USO DEL PERALTE 1. Como una Norma general, el peralte esta fijado en valores máximos de 6 %, para Pág. 26
  27. 27. carreteras de primera y segunda clase y de 10 % para carreteras de tercera y cuarta clase; y variará desde dichos valores hasta el 2 % como valor mínimo. 2. En las carreteras de primera y segunda clase el peralte será mantenido en 8% hasta un radio de 340 metros, y disminuirá proporcionalmente en 0.5 %. Por cada 20.00 metros de aumento, hasta llegar a un radio de 580.00 metros. 3. Todas la curvas con radios mayores de 580.00 metros tendrán peralte del 2 %. 4. En carreteras de tercera y cuarta clase, el peralte será del 10 %, hasta radios de 65.00 metros, y para radios mayores se tendrá en cuenta las indicaciones anteriores. Delicia Fernandez de Sanchez GIRO DEL PERALTE. Según las NPDC: “El giro del peralte se hará en general, alrededor del eje de la calzada. En los casos especiales, como por ejemplo en terreno excesivamente llano, desea resaltar la curva puede, realizarse el giro alrededor del borde interior”. En tramos en tangente la superficie de rodadura y las bermas tienen inclinación transversal descendente del eje hacia ambos lados (bombeo) que facilitan el escurrimiento de las aguas de lluvia. En curvas la aplicación del peralte determina la inclinación uniforme de la calzada hacia el interior. Esta circunstancia hace que cuando se pase de un tramo en tangente a una curva se debe ejecutar la transición entre la sección transversal con bombeo y la sección con peralte en la curva. Ese cambio se realiza girando la sección transversal paulatinamente a lo largo da un tramo de vía denominado longitud de transición. LONGITUD DE TRANSICIÓN (Lrp) Denominada también longitud de rampa de peralte y es una longitud que nos permita efectuar al cambio de una sección transversal con bombeo (tramo en tangente) a una sección peraltada (tramo en curva). Para calcular Lrp da acuerdo con las NPDC se considera que el borde del pavimento variará a lo largo da su desarrollo sin sobrepasar los siguientes incrementos; de las pendientes del borde del pavimento. 0.5% si p < 6% 0.7% si p > 6% La longitud de transición depende de el peralte y el bombeo de la sección transversal de la curva y tramo en tangente respectivamente por lo que se lo calcula con la siguiente fórmula: Lrp = Altura por Bom beo + Altura por Peralte (0.005 (Si p <6% ó 0.007 ( si p > 6% ) )) Donde:  Ancho Faja de Rodadura  Altura por Bombeo =   x Bombeo 2    Ancho Faja de Rodadura  Altura por Peralte =   x Peralte 2   La fórmula anterior es para determinar Lrp para el caso de curvas horizontales sin espirales de transición (Vd < 60 Km/h) Sin embargo las NPDC. nos propone la tabla 5.3.4.5. en la que se dan los valores Pág. 27
  28. 28. mínimos en metros de la longitud de transición del peralte. Adicionalmente las NPDC. recomiendan que cuando se haya previsto al empleo de espirales de transición, se verificará que su longitud, prevista de acuerdo al párrafo 5.3.3.3., permita la variación del peralte en los limites indicados es decir que la longitud resulte mayor o igual a la que se indica en la tabla 5.2.4.5. PERALTE DE BERMAS: La berma situada en la parte inferior del peralte seguirá la inclinación de este. La berma situada en la parte superior del será en lo posible horizontal o con inclinación igual ala de bombeo en sentido contrario al de la inclinación del peralte de modo que escurra a hacia la cuneta hacia el pavimento Ver lamina 5.3.4.3: AyB. La diferencia algebraica entre las pendientes trasversales de la berma superior ya la calzada, proyectadas de acuerdo con el párrafo anterior, será siempre igual o menor de 7%. Cuando la berma es de 2.40 m. O de 3.00 m. de ancho, puede adoptarse el diseño redondeado con pendiente hacia la cuneta, según se ilustra en la lamina 5.3.4.3.C. 2.6. SOBREANCHO Cuando un vehículo circula por una curva horizontal, el espacio que ocupa a los ancho del carril es mayor que el ocupado en un tramo en tangente; debido a que la trayectoria que siguen las ruedas traseras es distante al de las llantas delanteras. beba tenerse en cuenta además, la saliente de los vehículos sobre su eje delantero; la separación lateral entre ellos en calzada de dos carriles y un factor de seguridad. Las NPDC. en su acápite N° 5.3.5 dicen: A fin de facilitar In operación de los vehículos en las curvas, el ancho del carril debe aumentarse en éstas; en una faja que se denomina sobreancho, cuya dimensión transversal debe determinarse. Dicha variación se hará en función de la velocidad, radio de la curva horizontal, tipo de vehículo que ha de circular por la vía número de carriles que esta tendrá. Su cálculo se hará valiéndose del gráfico N° 5.3.5.2. debiéndose utilizar los valores de 30 cm. en 30 cm., siendo este el mismo valor que se tendrá en cuenta. Así mismo las NPDC. proponen la siguiente fórmula para el cálculo del sobreancho. ( S / A =n R − ) R 2 − L2 + V 10 R Donde: S/A n L V = = = = Sobreancho Número de carriles. Longitud entre ejes del vehículo Velocidad Directriz. 2.7. BANQUETA DE VISIBILIDAD. Otras de las tareas importantes a realizar, es dotar de visibilidad a una carretera, esto es fundamental porque muchos de las caminos están construidos para velocidades muy inferiros para los que en la actualidad tienen los vehículos, de ahí que estos caminos resulten muy peligrosos. Por esto, es necesario que la carretera tenga, tanto en planta como en el perfil, la distancia de visibilidad adecuada para que el conductor del vehiculo pueda ver delante de el a una distancia tal que permita tomar con garantía decisiones oportunas: Pág. 28
  29. 29. Visibilidad en curvas horizontales. Cuando un vehiculo recorre una curva horizontal circular, cualquier obstáculo que se encuentre cerca de línea interna del camino impide la visibilidad al conductor y por lo tanto hace la curva peligrosa. Lo anterior sucede comúnmente en los cortes, ya que el talud interior presenta un saliente que impide la visibilidad adecuada en la curva. Las NPDC, para garantizar la visibilidad en curvas a distancias mínimas de parada, propone una eventual banqueta de visibilidad, de acuerdo al procedimiento ilustrado en la lámina (5.3.6.1. NPDC) Lamina 5.3.6.1 VISIBILIDAD EN CURVAS Eje de l ca rril int er ior A Dp Eje de la carretera Eje del carril interior Eje de Visibilidad Libre Berma Corrimiento 0.50 del Talud de Corte A Berma Dp = Distancia de visibilidad de parada Seccion AA 2.6. CURVAS VERTICALES. En el perfil o alineamiento vertical de una carretera, los alineamientos rectos se unen. por medio de curvas para proporcionar comodidad a los vehículos en su marcha. Generalmente se usan las parábolas de eje vertical, como curva de transición pues con ellas se obtienen efectos graduales de la fuerza centrífuga en el plano vertical. Las curvas verticales se usan para no tener una zona completamente aguda que se forma con 2 tramos de la rasante de diferentes pendientes, para tal efecto se usa las curvas verticales parabólicas. Pág. 29
  30. 30. Las Normas Peruanas Para el Diseño de Carreteras, regulan la necesidad, uso y longitud de las curvas verticales.  Necesidad de Curvas Verticales. Según las N.P.D.C. los tramos consecutivos de rasante, serán enlazados con curvas verticales parabólicas cuando la diferencia algebraica de sus pendientes sea de 1% para carreteras de tipo superior y de 2% para las demás.  Proyecto de las Curvas Verticales Las curvas verticales serán proyectadas de modo que permitan, cuando menos, la distancia de visibilidad mínima de parada (ver lamina 4.2.2 NPDC) de acuerdo a lo establecido en el articulo 4.2.4. NPDC y la distancia de paso (ver lamina 4.3.2 NPDC) para el porcentaje indicado en la tabla 4.3.3. NPDC.  Longitud de las Curvas Convexas La longitud de las curvas verticales convexas se determinará con el grafico de la lamina 5.5.3.3.a para el caso en que se desee contar con la distancia de visibilidad de parada.. Se utilizará el grafico de la lamina 5.5.3.3.b, para obtener visibilidad de sobrepaso.  Longitud de Curvas Cóncavas La longitud de las curvas verticales cóncavas será determinada con el grafico de la lamina 5.5.3.4. CLASES DE CURVAS VERTICALES Pueden ser de dos clases: 1. Curvas Convexas o Salientes 2. Curvas Cóncavas o Colgantes. L L/2 L/2 L/2 L/2 L Convexas Cóncavas Ambas pueden ser simétricas o asimétricas Simétricas. Cuando las ramas a partir del Vértice ó PIV son iguales. Asimétricas. Cuando las ramas a partir del Vértice ó PIV son desiguales 1. CURVAS CONVEXAS O SALIENTES Para Curvas Verticales con Visibilidad de Parada Pág. 30
  31. 31. PIV 1 +I ) (% m Y2 - I2 (%) Y1 PTV PCV 20 40 60 60 L = 120 Io = I1 – (-I2) Las Normas Peruanas Para el Diseño de Carreteras en la Lámina 5.5.3.3.a., proporciona la Longitud Mínima de Curva Vertical Parabólica con Distancia de Visibilidad de Parada, para diferentes diferencia algebraicas de pendientes (%). L = 2 Dp − 444 Io Para Dp > L 2 Io D P L= 444 Para Dp < L Donde: L = Longitud de la Curva Vertical, viene a ser la Proyección Horizontal de la curva. (m). Dp = Distancia Mínima de Visibilidad de Parada (m) Io = Diferencia Algebraica de Pendientes (%) Para Curvas Verticales con Visibilidad de Paso Io = I1 – (-I2) Las Normas Peruanas Para el Diseño de Carreteras en la Lámina 5.5.3.3.b., proporciona la Longitud Mínima de Curva Vertical Parabólica con Distancia de Visibilidad de Paso, para diferentes diferencia algebraicas de pendientes (%). L = 2 Ds − Para Ds > L 1100 Io L= 2 Io DS 1100 Para Ds < L Donde: L = Longitud de la Curva Vertical, viene a ser la Proyección Horizontal de la curva. (m). Dp = Distancia Mínima de Visibilidad de Paso (m) Io = Diferencia Algebraica de Pendientes (%) 2. CURVAS CÓNCAVAS O COLGANTES Pág. 31
  32. 32. 120 60 60 40 20 PCV PTV Y1 - I1 (% ) Y2 m +I 2( %) PIV Io = I1 – (-I2) Las Normas Peruanas Para el Diseño de Carreteras en la Lámina 5.5.3.4., proporciona la Longitud Mínima de Curva Vertical Parabólica Cóncava, para diferentes diferencia algebraicas de pendientes (%). Pág. 32
  33. 33. CAPITULO III PLANEAMIENTO DE UNA VÍA. 3.1 TAPAS DEL ESTUDIO DE UNA CARRETERA Las etapas parta realizar un buen estudio de una carretera son: 1°. 2º. 3º. 4º. 5º. Estudio Socio Económico. Estudio de Planeación. Estudio de Reconocimiento de Rutas. Estudio de Diseño. Construcción de la Vía 1°. ESTUDIO SOCIO ECONÓMICO. Toda carretera para poder ser diseñada y construida, debe tener una justificación, donde esta comprendida la Justificación Económica. Siendo esta justificación subdividida en Justificación para el Desarrollo Económico de la zona como la Justificación de Inversión Económica; la primera es la que se realiza mediante encuestas a fin de poder determinar la producción que se pretende intercambiar con otras zonas donde ya existe una carretera y la segunda es la realiza el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, mediante la Oficina de la Dirección General de Transporte Terrestre, División de Ingeniería, entidad que otorga la normalización y categorización. Es necesario hacer mención que dicha entidad es la llamada a determinar la necesidad de construir una carretera en una determinada zona del país; sin embargo las Municipalidades también realizan esta función pero sólo dentro de su jurisdicción. Una vez que se ha determinando la Escala de Prioridades de Inversión Nacional, se determina cuales son las obras que se deben ejecutar en un periodo de tiempo determinado. Del Estudio Socio Económico se determina que clase de vehículo se necesita para poder realizar el intercambio cultural, social, económico, entre las zonas beneficiadas por la carretera; así mismo con el vehículo se determina el volumen de tráfico y se establecerá el tipo de vehículo predominante en la zona, para luego con las características físicas (dimensiones) de este vehículo se diseñará la carretera. 2º. EL PLANEAMIENTO DE UNA VÍA. Toda carretera soluciona necesidades económicas de una región, sirve de enlace de toda una zona, sirve para intercambiar productos y materias primas, es decir permite transformar a la zona económica y socialmente. Por eso que la carretera forma una zona de influencia; esta zona de influencia está afectada por la topografía de la región y sus características. Por lo que, cuando se estudia la posibilidad de construcción de una Vía, se debe pensar que esta vía es una inversión a largo plazo en consecuencia la concepción de esta vía debe estar relacionada con la solución de problemas futuros. Por lo general se diseña una vía para solucionar el problema del transporte de unos 20, 25 ó 30 años, de acuerdo al estudio socioeconómico. 3º. RECONOCIMIENTO DE LAS RUTAS. El reconocimiento es el estudio más importante de una carretera, debido a que de acuerdo al reconocimiento de las rutas (mínimo 03), y luego de elegir la mas favorable, se toma la decisión sobre la ubicación del eje de la vía y por consiguiente la facilidad o dificultad de la utilización de los parámetros de diseño, como velocidad directriz, radios de las curvas, peraltes, etc. En esta etapa se determina los puntos obligados de paso. Pág. 33
  34. 34. Antes de realizar el Reconocimiento, se debe obtener información sobre la zona en estudio; esta información se la puede obtener del Ministerio de Transportes y Comunicaciones en la dirección de Ingeniería, Ministerio de Guerra, Instituto Geográfico Militar, Ministerio de Aeronáutica, Dirección de Servicio Aéreo Fotográfico Nacional (plaza San Martín en los portales a lado de la galería Bozo). Los mapas y cartas que sirven de información para el Estudio:       Mapa del Perú 1/1´000,000 redactados a base de la Carta Nacional Carta Nacional 1/ 200,000 Carta Nacional 1/100,000 Diagramas viales Mapas viales Carta de aproximación Aeronáuticas de la Fuerza Aérea de USA 1/1’000,000. Reconocimiento de un plano a curvas de nivel. Cuando el Estudio es del tipo Topográfico, esto quiere decir que se lo realiza en un Plano a Curvas de Nivel las que deben tener una equidistancia de 2 metros. 4°. ESTUDIO DE DISEÑO. En el Estudio del Diseño, comprende la ubicación del eje de la vía, teniendo en cuenta los parámetros de diseño, es decir se diseña el eje de la vía de acuerdo a las Normas Peruanas de Carreteras (NPDC). Tiene dos partes:  El Estudio Preliminar o Anteproyecto. Se realiza luego de elegir la mejor ruta, en esta etapa se ubica la poligonal de estudio que contiene al eje de la carretera.  EL Estudio Definitivo. En esta etapa del Estudio, se define “definitivamente”, el eje de la vía, la que es la línea central de la vía formada por alineamientos y curvas o tramo recto o tangente y tramo curvo. El eje se traza teniendo como base la línea poligonal determinada en el Estudio Preliminar.. En general, todo estudio de carreteras, comprende: 1. 2. 3. 4. Se realiza el Reconocimiento de las Rutas (mínimo 03) Se determina la mejor ruta Se traza la poligonal. Se realiza el Estudio Definitivo, utilizando los Parámetros de Diseño (Velocidad Directriz, Radio de Curvas, Pendientes, Peraltes, Rampas de Peralte, etc.) a fin de obtener los planos en Planta, Perfiles Longitudinales y Secciones Transversales. 5º. CONSTRUCCIÓN DE LA VÍA. La construcción es materialización de una concepción vial, es la etapa que en definitiva vendrá a poner a prueba el arte el ingenio y la técnica que el Ingeniero haya desarrollado durante el estudio y diseño. 3.2 PUNTOS DE CONTROL: Se llama punto de control a todo punto o elemento que origina un encauzamiento u orientación del trazo de una carretera. Un punto de control restringe el trazo de la vía, por lo que es necesario, que antes de inicial el estudio se debe identificar o descubrir los puntos de control. En necesario recalcar que la carretera se desarrolla dentro de una franja de terreno y dentro de esta franja se identificará o descubrirá los puntos de control a. Clases de Puntos de Control a.1. Puntos de Control Naturales: son puntos producto de la naturaleza, tales como: Abras o punto de paso entre dos cuencas, laderas apropiadas para el trazo, zonas rocosas, pantanos (no adecuado para el trazo). Pág. 34
  35. 35. P1 A P2 1 2 Figura Nº 02.01. Abras como Punto de Control P1, P2 A 1, 2 = = = Puntos Cima de Cerros Abra Posibles rutas de trazo Abra. Son puntos importantes de la topografía del terreno, que se busca para pasar de una cuenca a otra. Toda Abra parta ser utilizada debe cumplir con los siguientes requisitos:     Que tenga menor elevación, respecto a las abras próximas. Que tenga menor anchura. Que tenga accesos favorables. Que se aproxime mas a la dirección del trazo. a.2. Puntos de Control Artificial. Son puntos hechos por el hombre, como, pueblos, ciudades, zonas arqueológicas, puentes, alcantarillas a.3. Punto de Control Positivo. Puntos que atraen el trazo de la carretera debido a otorgan facilidad para la ubicación de curvas, puentes, alcantarillas, etc., dentro de estos se encuentran las abras, cuellos en ríos, laderas apropiadas para el trazo, etc. Los puntos de control positivos pueden ser Puntos de Control Naturales Positivos y Puntos de Control Artificiales Positivos, dependiendo si han sido hechos por la naturaleza o por la mano de hombre respectivamente. a.4. Punto de Control Negativo. Generalmente son hechos por la naturaleza y que dificultan o impiden el trazo de la carretera, dentro de estos puntos, se tiene los pantanos, zonas rocosas, zonas agrícolas, cementerios, casas de campesinos, etc. Los puntos de control negativos pueden ser Puntos de Control Naturales Negativos y Puntos de Control Artificiales Negativos, dependiendo si han sido hechos por la naturaleza o por la mano de hombre respectivamente. Pág. 35
  36. 36. A 3 5 Cementerio 2 1 Abra Puente 4 Zona Agrícola Pantano B Figura Nº 02.02. Puntos de Control Río = Natural (+) Puente = Artificial (+) Pantano = Natural (-) Abra = Natural (+) Cementerio = Artificial (-) Zona Agrícola = Artificial (-) 3.3 MÉTODOS PARA EL TRAZO DE UNA CARRETERA Para trazar un camino o carretera, existe 2 métodos fundaménteles:  Método Directo  Método Topográfico  Método combinado El trazado de una carretera consiste básicamente en unir alineamientos rectos y alineamientos curvos que vienen el eje de la carretera.  Método Directo: el método directo consiste en realizar los diferentes trabajos para el trazo de una carretera directamente en el terreno por donde pasará ésta. Se trazaran los alineamientos rectos y curvos, buscando la configuración apropiada del terreno. Para el efecto del trazador se ubica en las partes altas del terreno para dominar la zona en estudio. Este método se usa cuando la carretera no tiene mucha importancia y es muy ventajosa cuando el terreno es muy despejado; pero cuando el terreno es accidentado, los resultados no son muy halagadores.  Método Topográfico: Este método consiste en documentarse de graficas, planos, fotografías aéreas, referencia de los lugareños, etc.; para después hacer el estudio de esta zona en un plano topográfico, con curvas de nivel de una equidistancia de 2.0 m. (máxima) y a una escala de 1/2000. El Instituto Geográfico Nacional, actualmente está encargado de la elaboración de la carta nacional. Pág. 36
  37. 37. COMPARACIÓN DE LOS MÉTODOS TOPOGRÁFICO - Es Rápido - Requiere poco personal de apoyo - Permite analizar todas las posibles rutas de trazo - Es importante contar con los planos geológicos y catastrales - No requiere de equipo topográfico - El trabajo se realiza en gabinete - El personal que se requiere es: Ing°, diseñador y dibujantes - No queda el estacado en el campo DIRECTO - Demanda más tiempo - Demanda mayor personal - No siempre se analiza todas las rutas posibles de trazo - La información geográfica y de catastro se obtiene directamente del campo - Requiere de equipo Topográfico (eclímetro, wincha, Teodolito, nivel y mira) - El trabajo se realiza en el campo - El personal requerido es: Trazo línea gradiente (5 personas) Eje o Poligonal (4 personas mínimo) Nivelación (3 personas mínimo) Secciones transversales (2 personas) - Queda el estacado en el campo MÉTODO TOPOGRÁFICO. A. Estudio Preliminar: Consiste en plantear la poligonal preliminar, estimándose con mucha mas aproximación la longitud de la carretera y si fuera posible estimar los volúmenes del movimiento de tierras. B. Estudio Definitivo: Llamado también proyecto de gabinete y su propósito es acomodar el trazo en detalle, tanto como fuera posible, a la topografía del terreno y dentro de la normas establecidas Correctamente debe definirse: El eje del plano altimétrico, secciones transversales, determinación de lo volúmenes de corte y relleno, diseño de abras de este, determinaciones de especificaciones técnicas, cartas de construcción y programación. C. Trazo Definitivo: Por lo cual se transfiere el proyecto planteado en gabinete al campo. RECOMENDACIONES.- Es el examen general, rápido y crítico del terreno por el que a de atravesar la carretera. Comprende, a su propósito: a. Descubrir si tiene una ubicación práctica entre las puntas extremas. b. Precisar los parámetros de diseño en función. b.1. Tipo de carretera planteado b.2. Topografía de la zona. c. Establecer las puntos obligados de paso definiendo las pautas positivos de control (zona para los puentes, como abras, comunidades, zonas posibles de aprovechamiento agrícola pecuario, forestal industrial o mineralógico) (eventualmente de estrategia geopolítica) d. Trazo de líneas de gradiente de rutas o alternativos de trazo. e. Evaluación reelección de las rutas y luego dibujo de ellas (planta y perfil) Conexamente se abra tenido una idea de la longitud de la carretera, tipo y número de las obras de arte, número de curvas de vuelta, un estimado del costo de construcción y si la carretera tuviera la posibilidad de generar otros beneficios, precisarlas estas por ejemplo: fines turísticos, apertura de fronteras agrícolas o colonizaciones. Pág. 37
  38. 38. Definido el tipo de carretera y a la vista del plano topográfico se revisaran los parámetros de diseño para que seguidamente ejecutar el trazo de alternativas. TRAZO DE LÍNEA DE GRADIENTE Material a usar ▪ Plano topográfico: Perfectamente a escala 1/2000 con equidistancia de curvas de nivel dos metros; puede usarse también si faltare el plano anterior, planos a 1/5000 con E = 5 m., o a 1/2500 con E = 25 m., o incluso 1/50 con E = 50 m.. ▪ Compás. ▪ Escalímetro o regla centimetrada ▪ Calculadora lápiz, borrador y papel para calcular. Es muy aconsejable que se encuentren cuente con un plano geológico. PROCESO 1. Definir los puntos inicial, puntos positivos de control (por donde debe pasar la carretera), los puntos negativos de carreteras (por donde no debe pasar la carretera, punto final). 2. Para cada dos puntos de control mas inmediatos determine sus cartas y la longitud de vuelo entre ellas (distancia recta), con estos valores calculamos la pendiente para la siguiente formula.  desnivel entre ÷ 2 puntos  longitu de vuelo ÷ 2 puntos (%) i =     ×100   Si la i calculada es un dato compatible de diseño o trazo procederemos a calcular la abertura del compás. Si no lo es tendremos que pensar necesitamos generar una mayor longitud esto se hace planteando desarrollos y consecuentemente tendríamos que buscar en el plano los lugares más convenientes para las curvas de vuelo. 3. Si la definición de la abertura de compás se ejecuta así: Si tenemos un plano topográfico consecuentemente conocemos su escala: 1/k y también la equidistancia entre curvas de nivel: E , si deseamos trazar una línea de gradiente con pendiente i, entonces: por definición de pendiente tenemos: Como quiera que el plano esta representando el terreno, para su relieve, mediante curvas de nivel a equidistancia e al trazar líneas de gradiente bajaremos o subiremos E consecuentemente tendríamos: Pág. 38
  39. 39. L= 100.00 100 E i donde : L : Longitud en el terreno que es necesario para subir o bajar e i : Pendiente en porcentaje L 100.00 4. Si ahora debemos tomar la longitud L a una escala 1/k la longitud de abertura de compás (l) será: PLANO TERRENO 1 l l= K L L 100 E = K Ki Donde : l E K i : : : : Abertura del compás, en las unidades que se toma e. Equidistancia de curvas de nivel, tiene sus unidades. Denominador de la escala del plano Pendiente en porcentaje Ejemplo: Si escala 1 / 2000 Se tendrá que: E = 2 m. l = 1 m. 100 ×2 = 2000 ×i 10 i l= 1 m. = 0.02 m. 10 × 5 Si i = 5 % Si E = 200 cm 10 m. 100 × 200 = 2000 × i i 10 l= = 2 cm . 5 l= Habiéndose definido la abertura del compás se procede a tratar de unir los puntos en referencia, pudiéndose dar los siguientes casos: •Que se logre unirlas Pág. 39
  40. 40. • Que no se logre unirlas, en este caso tendremos que abrir o cerrar la abertura del compás, en procesos alternativos hasta que logremos unir los puntos, logrando unir los puntos tendremos que recalcular el i para dicha abertura de compás. Así sucesivamente abra de procederse para los otros puntos hasta lograr el puntos final sin descuidar las estipulaciones que fijan la NPDC. para la pendiente. A medida que ido trazando líneas de gradiente se va obteniendo el cuadro de características para cada ruta. Ejemplo: Ruta Azul Tramo Cotas A– 1 1–2 2–3 3–4 4–5 5–6 2756 2730 2730 2718 2718 2690 2690 2694 2694 2730 2730 2738 Abertura Desnivel Longitud Obras de Arte Curvas Compás i (%) Obser. H (m) Tramo Puente Alcantar Vuelta L (m) 26 2.00 - 5.00 520.00 12 3.33 - 3.00 400.00 28 5.00 - 2.00 1400.00 4 14.29 +0.70 571.40 36 1.67 +6.00 600.00 3 8 2.00 +5.00 1600.00 1 3651.40 7 114 i medía = 1 2 2 1(12m) 2 114 × 100 = 3.12 % 3651 .4 CALIFICACIÓN Y SELECCIÓN DE LA MEJOR RUTA Se formula un cuadro comparativo de las características fundamentales de las rutas trazadas, las características o trazo son: longitud, pendiente, medida y máxima, longitud de puentes, número de alcantarillas, número de curvas de vuelta, badenes, comunidades que se logran unir u otras características que nos darán mayor y mejor elementos de juicio en el proceso de calificación. Entre los métodos para calificar y dar: 1. Método de las pesas absolutas 2. Método de las pesas relativas. 1. Método de las Pesos Absolutos Este método es bastante sencillo pues consiste en calificar con el guarismo 1 a la característica o factor: lo más económico, lo más cómodo, lo más seguro, y lo de mayor beneficio social; con 2 a lo regular y con el guarismo 3 a lo más antieconómico, lo menos cómodo, lo menos seguro, y es de menos beneficio social. 1.- Lo más económico, lo más cómodo, lo más seguro. 2.- Lo regular e intermedio. 3.- Lo antieconómico, lo incómodo, lo menos seguro. Ejemplo Pág. 40
  41. 41. CARACTERÍSTICAS Longitud total (m) Pendiente media % Pendiente máxima % Longitud de puentes Número de alcantarillas Numero de curvas de vuelta RUTA VERDE RUTA AZUL RUTA ROJA VALOR PESO VALOR PESO VALOR PESO 3651 1 3688 2 4246 3 3.12 1 3.09 2 2.68 3 6.00 1 6.00 1 6.50 2 12 2 12 2 10 1 7 2 7 2 6 1 2 1 2 1 3 2 9 11 13 ∑= ∑= ∑= ∴ La mejor Ruta es la Ruta Azul El principal inconveniente de este método significa en exceso la calificación 2. Método de las Pesos Relativos Este método es semejante al de los pesos absolutos, pero con la condición que se toma como base el mas favorable, luego por regla de tres se obtiene el peso de los otras características, Ejemplo CARACTERÍSTICAS Longitud total (m) Pendiente media % Pendiente máxima % Longitud de puentes Número de alcantarillas Numero de curvas de vuelta RUTA VERDE RUTA AZUL RUTA ROJA VALOR PESO VALOR PESO VALOR PESO 3651 1.00 3688 1.01 4246 1.16 3.12 1.16 3.09 1.15 2.68 1.00 6.00 1.00 6.00 1.00 6.50 1.08 12 1.20 12 1.20 10 1.00 7 1.17 7 1.17 6 1.00 2 1.00 2 1.00 3 1.50 6.53 6.53 6.74 ∑= ∑= ∑= 3651 →1 3688 → X 1 4246 → X 2 Regla de tres simple inversa 3.12 → .00 1 3.09 →X X = 3.12 ×1.00 =1.01 3.09 Para los factores longitud total, pendiente máxima, longitud de puentes, número de alcantarillas, número de curvas de vuelta, la proporcionalidades es mediante regla de 3 simple, para la pendiente media es regla 3 inversa este método es el mas ventajoso que el de pasos absolutos. RECOMENDACIONES PARA EL TRAZO DE LAS LÍNEAS DE GRADIENTE • No es muy adecuado tomar las pendientes límites sino un valor ligeramente menor ya que en los estudios posteriores probablemente haya reducción de longitud lo que conllevaría a que suba la pendiente y si habríamos usado, los valores extremos lógicamente. • Para las pendientes máximas pueden tomarse una holgura 0.5 %; para la i media la holgura puede 0.3, 0.2 %. • Al trazar los compasados no salteamos ni repetir curvas de nivel. Pág. 41
  42. 42. • Es adecuado saber relacionar la ubicación para las curvas de volteo. • No es muy apropiado exagerar el número de los cambios de las pendientes. • Tener cuidado en los cálculos ni en el manejo de las escalas. • En el dibujo del plano en planta en los puntos de cambio de pendiente se ubicara la i que se modifica por medio de una flechita y el correspondiente guarismo PERFIL LONGITUDINAL Cotas 1/1000 ABRA PUENTE L = 18 m. PUENTE L = 12 m. PUENTE L = 16 m. Distancia 1/10000 RUTA ROJA L= i= L= i= RUTA VERDE RUTA AZUL L= i= L= i= L= i= L= i= L= i= L= i= L= i= L= i= L= i= L= i= L= i= L= i= • El dibujo se hace a diferente escala, la escala longitudinal (E.H.) es mas reducida que la escala vertical. (E.V.), la relación suele ser de 10 Ejemplo: E.H. = 1/2000 E.H. = 1/5000 E.V. = 1/200 E.V. = 1/500 • En la parte inferior se indican mediante flechas la longitud y i de cada tramo con el correspondientemente valor de las guarismos ESTUDIO PRELIMINAR Después de haber hecho en la etapa de estudio del trazado un reconocimiento de cada una de las rutas seleccionadas, y luego de hacer una evaluación de cada una de las alternativas y seleccionar la que reúna mejores condiciones se llega a la etapa del estudio preliminar o anteproyecto donde se debe fijar en los planos la línea que represente la ruta seleccionada y para tal fin hay que realizar un estudio topográfico de la misma a través de una poligonal base. POLIGONAL BASE. La poligonal base recibe este nombre debido a que servirá de apoyo para el futuro replanteo de la obra. Pág. 42
  43. 43. El levantamiento de esta poligonal consiste en la medición de los ángulos y los lados, en la nivelación de todos sus vértices y en la toma de las secciones transversales. Estas poligonales son abiertas, por que comienzan y terminan en puntos diferentes, pero deben tener controles en su trayectoria, según esto se pueden presentar dos casos: a) Poligonales que comienzan y terminan en puntos de coordenadas conocidas, las cuales tendrán control azimutal y métrico. b) Poligonales que comienzan y terminan en puntos de coordenadas desconocidas, las cuales tendrán control azimutal a través de acimutes determinados por medio de observaciones solares y que se aconsejan realizar cada 5 kilómetros. Los instrumentos utilizados en el levantamiento de esta poligonal deben garantizar la precisión exigida, los mismos deben ser tales como teodolitos, niveles automáticos, cinta métricas, estadia, barra invar, etc. OBJETIVO. Su objetivo fundamental es plantear la poligonal del eje. Este trabajo comprende: • Planteamiento de la poligonal propiamente dicha. • Determinación de las coordenadas de los puntos intersección (P.I) o vértices de la poligonal. • Obtención del perfil longitudinal. • Obtención de secciones transversales. • Estimación de las áreas y volúmenes de corte o relleno. • Estimación del costo para los trabajos de excavación y movimientos de tierra. • Material de trabajo:  Plano topográfico con la ruta relacionada.  Juego de escuadras.  Calculadora  Papel transparente.  Papel milimetrado. TRAZO DE LA POLIGONAL PRELIMINAR Cuando se tienen localizados los puntos obligados se procede a ligar estos mediante un procedimiento que requiere: 1. El trazo de una poligonal de apoyo lo mas apegada posible a los puntos establecidos por la 2. 3. 4. 5. Ruta Elegida, con PIs (Puntos de Intersección) referenciados y deflexiones marcadas con exactitud ya que será la base del trazo definitivo. La poligonal base es una poligonal abierta a partir de un vértice o punto de inicio procediendose a estacar a cada 50 ó 100 metros, y lugares intermedios hasta llegar al vértice siguiente. Se recomienda que la pendiente será de dos a cuatro unidades debajo de la máxima especificada donde sea posible para que al trabajador en gabinete tenga mas posibilidades de proyectar la subrasante, incrementando la pendiente a la máxima si es necesario para economizar volúmenes. Nivelación de la poligonal, es a cada estaca trazada, que será útil para definir el Perfil Longitudinal y Secciones Transversales. Dibujo de trazo y curvas de nivel con detalles relevantes como cruces, construcciones, fallas geológicas visibles, etc. Pág. 43
  44. 44. PI3 I3 I2 PI2 I1 PI1 DIBUJO DE PERFIL LONGITUDINAL. Este se hace en papel milimetrado, en escalas 1:1000 horizontal y 1:100 vertical, o 1:2000 horizontal y 1:200 vertical. Esta relación de escala facilita la visualización de los datos del perfil. 2227.632 2226.600 2225.600 2224.600 2223.600 2222.600 2228.13 2225.80 2225.65 2226.66 2230.400 2230.05 2229.000 2231.800 2230.72 2234.67 2233.200 2235.37 2234.80 2234.600 2240.01 2230.41 2236.000 2243.79 2241.539 2240.199 2242.781 2247.37 2237.400 2243.927 2247.65 2238.800 2244.975 2250.38 2244.43 2245.927 2253.28 2244.76 2246.781 2256.07 2245.47 2247.539 2257.60 2248.199 2248.800 2250.34 2254.85 2249.400 2248.64 2251.68 2250.600 2250.000 2246.17 2251.200 2249.47 2251.800 2254.55 2252.400 2255.86 2254.200 2259.73 2256.69 2254.600 2257.28 2253.800 2255.000 2256.51 2253.000 2255.400 2257.50 2256.52 2255.800 2258.01 2253.400 2256.200 2258.82 2256.86 2256.600 2260.61 2259.86 2257.600 2257.000 2262.07 2259.400 2259.03 2263.29 2260.000 2258.98 2258.800 2260.600 2259.48 2258.200 2261.200 2263.00 2260.64 2264.49 2261.800 2264.40 2261.33 2263.000 2262.400 2264.63 En estos planos se dibujará el perfil natural del terreno deducido de las curvas de nivel de la planimetría, indicando todos los detalles importantes de la topografía del terreno, quiebres del mismo, quebradas, ríos, rumbos obligados, etc. CONGLOMERADO PROCESO DEL OBTENCIÓN DEL PERFIL LONGITUDINAL 1. Regular al estacamiento en la poligonal (Se tomara distancias iguales pudiendo tomarse 50 ó 100 a escala). Cuando se ha llegado a complementar un kilómetro con una línea perpendicular. 2. Determinar la cota para cada estaca, esto se realiza así, sea: Pág. 44
  45. 45. C. del Punto Cota Curva Inf. a b C. C. Inf. 2 h c b Cota Curva Sup. a Entonces b h =  ×2 a Cota punto = cota curva inferior + h c  h' =   × 2 a  entonces cota P = cota curva inferior – h’ Resulta bastante ventajoso formular el siguiente cuadro CÁLCULO DE LA COTA DE LAS ESTACAS NÚMERO DE ESTACAS Km. 0.0 SEGMENTO b Estac. # 10 5.0 6.5 Estac. # 20 7.5 Estac. # 30 8.6 a c COTA CURVA h ó h’ INFERIOR SUPERIOR COTA DEL PUNTO 1050 1050 1.54 1050 1051.54 8.3 1.81 1050 1051.81 9.4 1.83 1052 1053.83 Estac. # 40 5.3 1.6 0.60 1058 1057.40 Estac. # 50 6.2 2.3 0.74 1060 1059.26 Estac. # 60 6.1 3. Con los valores distancia y cota de cada estaca se procede a dibujar a dibujar en la lamina usando las correspondientes escalas. Planteados los puntos, estos se unen por medio de segmentos. Previamente al dibujo deberá hacerse vaciado los valores de las cotas de cada estaca en el formato correspondiente. 4. Estudio de la línea rasante (o sub – rasante). Hay dos métodos: 1. Método del hilo o pila de la escuadra. 2. Método de los mínimos cuadrados. 1. Método del hilo. Consiste en: • Ayudándonos con un hilo plantear líneas de rasante (o sub – rasante) para un conjunto de puntos del terreno que sigan muy aproximadamente una misma inclinación; definir el extremo obteniendo la distancia el tramo en estudio y la cota que se había alcanzando. Luego se calcula posible pendiente que se está planteando, Pág. 45
  46. 46. debiendo seguidamente ejecutar el redondeo al décimo del porcentaje o a los 5 céntimos, para proceder luego a calcular la cota del extremo del tramo en estudio. • Ejemplo: Si se plantea ir del nivel 1050.00 al nivel 1058.91 en una longitud de 600.00 metros. 10 .58 .91 − 1050 .00  i =  x 100 = 1.485 % 600 .00   Se adopta = 1.50% Por lo que la cota del extremo será: h = 1.50 x 600 .00 = 9.00 100 Por consiguiente La cota = 1050.00 + 9.00 = 1059.00 5. Se calcula las cotas intermedias, puesto que se conoce: • i = Pendiente • Espacio entre cotas • Cota de la estaca inicial, que generalmente para el inicio del trazo es lacota del terreno. Luego del cálculo, los valores son colocados en el formato correspondiente. 6. Se procede en pasos análogos a lo anteriormente descrito para el resto de puntos del terreno, de acuerdo a su inclinación o pendiente. 7. En este método los criterios para ubicar las líneas de rasante son: • Toda línea deberá cumplir con las especificaciones de las NPDC, tanto en el valor de “i” como en la correspondiente longitud. • Es preferible tener corte a un relleno. • Los PIs. Verticales deben ubicarse en estacas enteras. • No generar innecesariamente continuos cambios de pendientes. SECCIONES TRANSVERSALES 1 E p n x la i c a n 8 ó = .0 . m 7 3 l a C P d a = z a im v n a e .0 7 = to . m . m 5 0 . BERMA BERMA BOMBEO= 2 % .7 0 .7 0 5 . 6 2 4 5 CAPA DE RODADURA BASE . 3 1 8 4 SUB-BASE 1.5 1 Para obtener las secciones transversales en un trazo topográfico, se debe seguir los siguientes pasos: 1) En el plano en planta, donde se tiene ya el trazo horizontal Con lo que se había obtenido un conjunto de pasos ordenados que pueden ser trasladados a un dibujo a escala, dicho dibujo es la forma del terreno en sentido perpendicular al eje, para lo cual resulta muy ventajoso llevar el siguiente registro. Pág. 46
  47. 47. Izquierda Derecha Cota Curva de Nivel Cota Curva de Nivel Estaca Nº…. Cota Curva de Nivel Cota Curva de Nivel Distancia a la Curva Distancia a la Curva Cota Terreno Distancia a la Curva Distancia a la Curva 2) En el papel milimetrado a escala 1/200, tanto horizontal como vertical, se lleva los datos a fin de ubicar cada uno de los puntos de las secciones transversales y luego de graficarlos, unirlos con segmentos de recta. Es sumamente ventajoso que las líneas de centímetros (líneas gruesas) del papel milimetrado sean tomadas para representar niveles o alturas pares. 3) En cada sección transversal se ubica la cota de la rasante o sub-rasante. 4) Con la ayuda de una plantilla, la que previamente se habrá diseñado y dibujado la plataforma de la carretera con sus correspondientes taludes de corte y/o relleno en forma abierta, se procede a dibujar la caja del siguiente modo. • Se desliza la plantilla por debajo de la lámina de las secciones transversales, debiendo hacer coincidir la cota de rasante (o sub-rasante) que se señala en el plano con el centro de la plataforma que corresponde ubicar (sea corte completo, o relleno completo o media ladera), según como se haya encontrado el nivel de la rasante o sub-rasante respecto del nivel del terreno de la estaca en estudio. • Luego se calca el dibujo de la caja correspondiente. 5) Se anota las cotas de la rasante en el plano para cada una de las estacas, tal como se detalla en el ejemplo que se adjunta. 6) Se obtiene las áreas de corte y/o relleno, anotando sus valores también en el plano. Pág. 47
  48. 48. POLIGONAL POR DEFLEXIONES. CALCULO DE LAS COORDENADAS DE LOS PIs PI Lado Distanci a ANGULO Valor Sentido AZIMUT Proyecciones Este Norte PI0 COORDENADAS ESTE NORTE 665.000 PI0 - PI1 205.00 PI1 PI1 - PI2 126° 44' 43'' 80° 32' 16'' PI3 - PI4 D 59.00 156.00 PI4 127° 57' 41'' 116° 25' 24'' PI4 - PI5 81° 04' 60'' PI5 - PI6 PI6 - PI7 142° 04' 08'' PI7 - PI8 64.00 49.331 -56.177 -0.570 -65.482 23.892 -1.010 49.515 112.755 1062.08 2 9561.184 9568.215 0.095 1004.621 9537.552 927.00 Este Norte 30.226 145.747 1012.56 6 9448.429 0.185 -30.662 Coord. Medidas DEL PLANO -1.222 9454.449 113.765 PI8 -97.231 1078.04 9 9424.536 0.104 1060.797 241° 22' 25'' -1.271 123.226 9429.987 24.463 I 40.350 1047.82 3 9278.790 0.223 1011.467 23° 26' 33'' 42.677 9283.018 146.969 D 124.00 PI7 -65.586 -0.481 924.596 9376.021 0.232 1077.053 290° 27' 17'' 92° 59' 16'' -95.960 I 70.00 PI6 30.003 -60.034 881.919 9335.671 0.088 1047.050 11° 32' 17'' 79.476 9378.978 40.831 I 150.00 PI5 122.994 -0.807 9338.148 924.056 42.589 -1.670 137.443 150.705 802.443 9395.705 0.147 881.467 46° 12' 28'' 665.000 9245.000 0.305 -59.228 I 81° 45' 13'' PI2 - PI3 PI3 79.329 9397.375 152.375 D 99.00 PI2 137.138 9245.000 802.138 41° 59' 14'' 84° 45' 29'' Corrección PROY. Correg. COORD. Correg. Este Norte Este Norte ESTE NORTE 1,006.000 9,530.000 Pág. 48 -0.521 -56.082 -31.184 1006.00 0 9530.000
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  50. 50. ESTUDIO DEFINITIVO. 1.00 GENERALIDADES El Estudio Definitivo tiene el propósito u objetivo es adaptar o acomodar el trazo de la carretera al terreno, en detalles y tanto como sea posible a la topografía y dentro de las Normas Técnicas establecidas por NPDC. El proyecto es un proceso de ensayo (tanteos sucesivos), teniendo en cuenta que la habilidad del proyectista viene con la práctica y la experiencia, es así que pocas veces los mejores Ingenieros pueden encontrar la mejor solución a la primera tentativa. El Estudio Definitivo Comprende: • • • 1° Diseño en Planta del Eje. Alineamientos. Cálculo de Coordenadas. Diseño de Curvas Horizontales. • • • 2° Diseño del Espesor del Pavimento. Estudio de Suelos. Estudio de Canteras. Diseño de las Capas y Espesor del Pavimento. • • 3° Diseño del Perfil del Eje. Línea de sub-rasante. Diseño de Curvas Verticales. • • • 4° Diseño de las Secciones Transversales. Taludes de Corte Taludes de Relleno Cajas para Corte Completo, Relleno Completo y media Ladera. • • • 5° Diseño de las Obras de Arte. Alcantarillas. Aliviaderos. Puentes y Muros de Contención. 6° Especificaciones Técnicas para la Construcción. • • • • 7° Presupuesto de Obra. Metrados. Costos Unitarios. Presupuestos (Parciales y General) Fórmula Polinómica de Ajuste Automático de Precios. 8° Programación de Obra. 2.00 DISEÑO EN PLANTA DEL EJE. 2.01 PRINCIPIOS GENERALES. • En terreno ondulado, emplear alineamientos ondulados suaves con curvas amplias en lugar de tangentes largas. • En terrenos de topografía muy plana, emplear tangentes largas que se acomoden a la forma del terreno. • En superficies planas de costa, usar tangentes largas siempre que conformen las condiciones locales, pero no dude en romper el alineamiento recto si se trata de evitar áreas pantanosas, alcanzar una buena ubicación para un puente, evitar graves daños a la propiedad o reducir gastos en la adquisición del derecho de vía. • Evite cambios bruscos en el alineamiento. Pág. 50
  51. 51. • El alineamiento con tangentes larga, emplee curvas extremadamente planas, suaves mucho más suaves que las mínimas requeridas para la velocidad de diseño. Por lo general; en terreno plano ninguna curva tendrá radio menor a 500 m. siendo mucho mejor si se aumenta este mínimo a 1000 m. • Cuando sea necesario disponer curvas cerradas trate de introducir en el alineamiento una serie de curvas menos pronunciadas para ir preparando al conductor antes de entrar a la curva aguda. • Cuando sea posible ubique los puentes en ángulo recto a las curvas de agua, ya que ello simplifica el trazo y la construcción. Sin embargo recuerde que en el análisis final un puente es simplemente una sección extraordinariamente cara y no se debe aceptar un mal alineamiento ni una gradiente inconveniente únicamente para lograr la simplificación de los cálculos. • Los puentes pueden diseñarse para cualquier alineamiento, gradiente u oblicuidad. • Evite curvas horizontales severas la distancia mínima entre curvas seguidas y de dirección opuesta estará acorde con las transiciones del peralte. • Evite tangentes cortas entre curvas que siguen una misma dirección, se denomina a estas “CURVAS DE DORSO QUEBRADO” y que las considera inconvenientes debido a su dificultad para mantenerse un diseño generalmente es posible eliminar la tangente de corta longitud utilizando curva compuesta. • Nunca utilice curva de radio menor a 75 m. para carreteras de primera clase en terreno accidentado. • Respete las normas peruanas de carreteras. CURVAS HORIZONTALES TIPOS: PI IA I IB OA R RB RA O OB CURVA CIRCULAR SIMPLE CURVA CIRCULAR COMPUESTA DE DOS RADIOS Ob Rb PIa Ia PIb Ib Ra Oa Pág. 51
  52. 52. CURVAS REVERSAS O INVERSAS PI I R1 R1 R2 = α R2 = α CURVA CIRCULAR CON CURVA DE TRANSICIÓN 1. CURVA CIRCULAR SIMPLE PI T I PT F PC C/2 C/2 90º R I/2 I/2 R NOMENCLATURA PI : Punto de intercepción PC : Principio de Curva PT : Principio de Tangencia I : Ángulo de la curva. R : Radio de la curva. O : Centro de la curva. T : Tangente de la curva. Lc : Longitud de la curva. C : Cuerda de la curva (Cuerda mayor) E : External o Externa F : Flecha de la curva. FORMULAS PARA EL CÁLCULO ELEMENTOS DE LA CURVA 1. 2. 3. 4. 5. ( 2) T = R tan I Lc = πRI 180 ( 2) C = 2 R sen I I   E = R  sec −1 2   ( ( 2) F = R 1 − co s I Pág. 52
  53. 53. CALCULO DE CURVAS HORIZONTALES CUADRO D ELEMENTOS DE CURVA ANGULO I Radio m. Sentido T m. Lc. m. C m. E F P % S/A m. Lrp. m. 200 37.52 74.18 73.75 3.49 3.43 4.7 0.60 33.00 I 300 75.22 147.3 9 145.9 2 9.29 9.01 3.5 0.60 27.00 13º 20’ D 350 40.91 81.45 81.27 2.38 2.37 3.3 0.60 20.00 33º 24’ D 400 120.0 1 233.1 8 229.8 9 17.6 1 16.8 7 3.0 0.60 20.00 Curva Nº Valor 1 21º 15’ D 2 28º 09’ 3 4 R. mínimo a. Normal b. Excepcional(1) c. Excepcional(2) 90 m. 80 m. 75 m. con p = 6% con p = 8% con p = 106% 0´ PI4 13º2 317.00 m. PI3 PI1 21º13´ 221. 0 28 0 m. 0m 3 .0 33º2 4 . ´ 28º09´ PI2 CALCULO DEL PC y PT Esto se realiza Toda vez que se conozca. • El valor de la tangentes de las curvas • Los azimut de la poligonal • Las coordenadas de la correspondientes PI Un cuadro muy ágil es el siguiente: Tangente Valor T1 Azimut Proyecciones X Y -20.80 -9.12 22.71 246º 20’ 87º 35’ 267º 35’ T2 37.61 59º 26’ 239º 36’ T3 22.69 0.96 22.69 19.13 -20.10 -11.95 22.33 6.93 23.38 Punto PC1 PI1 PT1 PC2 PI2 PT2 PC3 PI3 PT3 Coordenadas Este Norte 31358.19 60267.00 31378.99 60276.12 31401.68 60277.08 31562.21 608.00 31599.79 60285.44 31632.17 60304.57 31823.36 60417.41 31843.46 60429.36 31865.79 60436.29 Pág. 53
  54. 54. T4 45.00 PC3 PI3 PT3 32146.23 60523.28 Pág. 54
  55. 55. CALCULO DE LAS ESTACAS DE LA PI – PC - PT Se realiza conociendo los valores de ella: • • Longitudes entre PI, (lados poligonal) Tangentes y Longitudes de curva. En Nuestro país esta generalizado el estacado cada 20 m. y el número de la estaca se escribe mediante números complejos conformado por 3 guarismos. El primer es el número de Km., el segundo es el número de decenas pares (varía de 0 a 98), y el tercer número es el valor que completa la distancia y (varía de 0 a 19.99). PI3 45 81. 283 PI1 52 37. 186 221 317 120.01 PI4 223.18 5 81.4 147.39 74.18 75.22 PI2 A PUNTO A ELEMENTO LONGITUD A-PI1 186.00 PI1 T1 PC1 LC1 PT1 PI1-PI2 T1 PT1-PI2 PI2 T2 PC2 LC2 PT2 PI2-PI3 T2 PT2-PI3 PI3 T3 PC3 LC3 PT3 PI3-PI4 T3 PT3-PI4 PI4 T4 PC4 LC4 PT4 37.52 148.48 74.18 222.66 221.00 37.52 183.48 406.14 75.22 330.92 147.39 478.31 283.00 75.22 207.78 686.09 40.91 645.18 81.45 726.63 317.00 40.91 276.09 1,002.72 120.01 882.71 223.18 1,105.89 ESTACA Nº KM. 00 + 00 + 00.00 18 + 06.00 KM. 00 + 18 + 06.00 02 + 17.52 KM. 00 + 14 + 08.48 06 + 14.18 KM. 00 + 22 + 02.66 18 + 03.48 KM. 00 + 40 + 06.14 60 + 15.22 KM. 00 + 32 + 10.92 14 + 07.39 KM. 00 + 46 + 18.31 20 + 07.78 KM. 00 + 68 + 06.09 04 + 00.91 KM. 00 + 64 + 05.18 08 + 01.45 KM. 00 + 72 + 06.63 26 + 16.09 KM. 01 + 00 + 02.72 12 + 00.01 KM. 00 + 88 + 02.71 22 + 03.18 KM. 01 + 10 + 05.89 Pág. 55

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