Alineamiento 3D

1. Forma del Alineamiento en 3-D
CE 5720
Lecture 13.1
Spring 2014
Norman W. Garrick

2. Un factor en el diseño de los alineamienos
horizontales es determinar el adecuado radio mínimo
de curva
I-95 East Lyme
Rmin !

3. I-95 East Lyme
R versus Rmin
R1 > Rmin
R2 > Rmin
R3 > Rmin
R4 > Rmin

4. New York Thruway
Igual VD que I-95, Igual Rmin
R1 > Rmin
R2 > Rmin
R3 > Rmin
R4 > Rmin

5. Rmin no es el factor principal
para determinar el carácter del
alineamiento. Para cualquier
dado Rmin, el proyectista tiene
un gran margen de discreción
para determinar la forma del
alineamiento.

6. ¿Dónde Ponemos el Alineamiento?
A menudo, en las zonas rurales el control principal
factor de control es ajustar el alineamiento a las
forma del terreno natural y evitar los obstáculos
Norman W. Garrick

7. ¿Dónde Ponemos el Alineamiento?
En las zonas urbanas las reglas son diferentes. A menudo el factor de
control principal es alinear las calles nuevas a la red vial existente; o, en
el caso de zona urbana nueva, crear una red nueva coherente.
Norman W. Garrick

8. The Blue Ridge Parkway
Ajuste del Alineamiento

13. The Lower Long Walk, Trinity College, Hartford

16. Norman W. Garrick
¿Cuáles son las Reglas para Diseñar el
Alineamiento?

17. Continuidad del Alineamiento
En el diseño vial, no necesariamente la forma sigue a la función. En
cambio, a veces lo contrario es cierto - la función sigue a la forma. El
proyectista debe ser conciente de los factores que afectan la apariencia de su
diseño y debe esforzarse por incorporar estos factores en el diseño.
Una consideración fundamental es la necesidad de asegurar la continuidad del
alineamiento
La continuidad es deseable porque un alineamiento continuo:
• Se ajusta a la trayectoria de los vehículos (promueve la seguridad)
• Se ajusta al paisaje natural (promueve la estética y la economía)

18. What is a Continuity Alignment?
Un alineamiento continuo debe
parecer suave, fluyendo
libremente sin quiebres o
roturas obvias al ojo, tener
elementos que parezcan ser
parte de piezas totales, no
individuales.
(Esto es cierto para caminos de alta
velocidad; para caminos de baja
velocidad este regla podría no
ser tan esencial o incluso
deseable.)

19. Obtención de un Alineamiento
Continuo
La continuidad se refiere a la forma 3-D general del camino.
El camino podría ser continuo en el alineamiento horizontal
pero discontinuo en general debido a falta de coordinación
entre los alineamientos horizontal y vertical.
Para obtener continuidad se debe considerar
1. Continuidad del Alineamiento Horizontal
2. Continuidad del Alineamiento Vertical
3. Coordinación planialtimétrica

20. Continuity of Horizontal Alignment
El alineamiento horizontal puede constar de rectas, curvas
espirales y circulares.
La continuidad global depende de la
• Continuidad de Forma – cómo los varios elementos se
ajustan entre sí
• Continuidad de Escala – la escala relativa de los varios
elementos

21. Continuidad de Forma
Alineamiento Horizontal
La forma se refiere a cómo se combinan los elementos (rectas
y curvas) del alineamiento.
Dos asuntos principales
• 1. Discontinuidad en el punto donde una recta se conecta a una
curva circular
• 2. La secuencia de los elementos

22. El punto de contacto parece
como una imprevista rotura en
la trayectoria (arriba).
La curva espiral quita esta
discontinuidad (abajo)
Discontinuidad Recta-Curva

23. Continuidad de Sequencia de Elementos
Horizontales
El alineamiento debe ser continuo en términos de las relaciones entre
elementos sucesivos.
Por ejemplo, una recta no debe ponerse entre dos curvas del
mismo sentido (curva espalda quebrada), como en la
Chicana Voladora de Leones, RN9.
• Una curva simple no debe ser significativamente más cerrada que
otras en una dada sección del camino – esto se refiere como la
coherencia del alineamiento.
Por ejemplo: si en una ciudad se usan curvas significativamente cerradas,
entonces debe haber un cambio gradual desde las curvas suaves a las
más cerradas en el centro de la ciudad

24. Continuidad de Escala
Alineamiento Horizontal
Escala – se refiere a la longitud relativa de los diferentes elementos
Dos temas principales por considerar:
1. Longitud de la curva
2. Relación de recta a curva
Longitud de curva deseable
Las curvas cortas resultan en un alineamiento discontinuo – parecen como quiebres en el alineamiento
En las autopistas veloces, el foco del ojo está a 300 a 600 m. Las curvas debieran ser por lo menos de esa
longitud para ser visualmente significativas.
El rango recomendado deseable para autopistas es
L = 450 a 1600 m
Si la velocidad deseada es de 65 km/h o menor, entonces podría ser apropiada una L más próxima al Lmin.
Relación de Recta a Curva
Diseño más común – larga recta a corta curva
Por ejemplo en Merritt – alineamiento 80% en recta
Esto resulta en un alineamiento discontinuo donde cada elementos parece estar separado.

25. Alineamiento Curvilíneo
Un diseño opcional es una recta corta a una
curva larga – Alineamiento Plantilla
Ejemplo: GS Parkway donde solo
alrededor del 20% del alineamiento es
rectilíneo.
Esto resulta en un alineamiento visualmente
continuo en el cual la recta parecer ser
parte de una curva compuesta continua.
Una dificultad con este diseño es incorporar
las curvas espirales cuando la recta es tan
corta.
Merritt Parkway – Recta Larga, Curvas Cortas
Lo contrario de un alineamiento curvilíneo.

26. Alineamiento Curvilíneo
La segunda opción de diseño es un
Alineamiento Curvilíneo
Las curvas largas, abiertas (simples o
compuestas) conectadas por una espiral
larga.
Dos tercios de la longitud total debe estar en
la curva circular.
Este tipo de alineamiento requiere en
enfoque diferente para ajustar el
alineamiento.
El camio se ubica sobre la base de arcos
circulares tan largos y abiertos como
fuere práctico y se conectan con una
espiral de transición.
Se recomienda usar rectas en ciudades o en
zonas de terreno plano donde pudieran
ajustarse mejor que curvas abiertas.
Atlantic Road, Norway

27. Norman W. Garrick

28. 1/R
Progresivas
Representación1/R
El diagrama1/R es una herramienta visual y numérica para
evaluar la continuidad del alineamiento horizontal
Rectas – Representación como cero
Curvas – Representación como líneas horizontales
Espirales – Representación como líneas rectas
inclinadas

29. Alineamiento Vertical
Desde un punto de vista estético, uno de los objetivos del diseño de un alineamiento es
obtener un alineamiento continuo. La continuidad es deseable de modo que el camino se
ajuste al terreno, no haya aspectos desagradables y presente una trayectoria fácil de seguir.
Para obtener continuidad se consideran dos elementos diferentes
• 1. Continuidad de Forma
• 2. Continuidad de Escala
Continuidad de Forma
Para las curvas verticales, la continuidad de forma no es un problema. No hay quiebres
repentinos en la pendiente en los puntos PC or PT porque la curva parabólica provee una
gradual transición de la pendiente.
Continuidad de Escala
La continuidad de escala se relaciona con las longitudes relativas de rectas y curvas.

31. Coordinación de Alineamientos Vertical y
Horizontal
Norman W. Garrick

32. Coordinación de Alineamientos Vertical y
Horizontal
La continuidad en planta y perfil no garantiza la continuidad general del alineamiento en 3-D
Los alineamientos vertical y horizontal deben diseñarse para estar en sincronía uno con otro.
Dos temas principales para la coordinación
1. Escala relativa de los elementos verticales y horizontales
2. Ubicación relativa de las curvas horizontales y verticales
Reglas Generales para una Coordinación Adecuada
Las curvas de los alineamientos vertical y horizontal deben ser de alrededor la misma longitud.
Las curvas horizontales y verticales no deben comenzar en el mismo punto. La curva
horizontal debe preceder y ser más larga.
Generalmente las curvas horizontal y vertical deben coincidir en la ubicación de los vértices.
Un corrimiento de hasta un cuarto de fase es OK. Un corrimiento de media fase es
indeseable (parece un quiebre en el alineamiento)

33. 1/R
Progresivas
Buena Coordinación de Curvas Verticales y
Horizontales
Curvas Verticales