2. ESTUDIO DE RUTAS PARA EL
TRAZADO DE VÍAS.
Se entiende por ruta a la faja de terreno, de
ancho variable, que se extiende entre los puntos
terminales e intermedios por donde la carretera debe
obligatoriamente pasar y dentro de la cual podrá
localizarse el trazado de la vía.
3. CONTROLES PARA LOCALIZAR
UNA CARRETERA
LA TOPOGRAFÍA:
La topografía es uno de los factores principales en la
localización de una carretera. El ingeniero examina una faja de
terreno buscando las características topográficas que
restringen el trazo; estos controles pueden ser naturales o
hechos por el hombre.
Generalmente afecta a los alineamientos, pendientes,
visibilidad y secciones transversales de la vía.
4. ELABORACIÓN DE LOS CROQUIS.
El estudio inicial de las rutas se realiza, generalmente,
sobre una carta, o sobre fotografías de la región. Es sabido
que una y otras son una representación del terreno,
obtenidas por proyección sobre un plano, de una parte de la
superficie esférica de la tierra.
5. LONGITUD APROXIMADA DE LA
RUTA
El cálculo de la longitud aproximada depende del tipo de terreno
donde se efectúa el estudio y se puede determinar:
Línea de vuelo:
Se llama línea de vuelo a la línea que une los puntos terminales de
una carretera y por lo tanto es la distancia más corta entre estos puntos. en
la práctica, la longitud de la carretera será mayor que esta línea ideal,
puesto que el trazo se ira acomodando a la topografía del terreno.
6. Pendiente media de la vía:
Se calcula la longitud aproximada, determinando la diferencia
de nivel entre los puntos terminales y las cotas de los puntos más altos
o más bajos que constituyen los puntos de control.
La sumatoria de las diferencias de nivel (desnivel acumulado,
de los diferentes puntos) dará la altura total por vencer para ejecutar el
trabajo.
H = Sumatoria (h1 + h2 + h3 + h4 +h5 +......) Se expresará en la
siguiente formula:
Dónde:
L = Longitud aproximada de la ruta en m p = Pendiente media
considerada Ej. Para una ruta con H = 240m y p = 3%
Se tiene: L = 240 / 0,03 = 8 000 m
7. RUTAS Y LÍNEAS DE PENDIENTE
Selección de rutas:
Se entiende por ruta aquella franja de terreno, de ancho
variable, comprendida entre dos puntos obligados extremos y que
pasa a lo largo de puntos intermedios, dentro de la cual es factible
realizar la localización del trazado de una vía.
Los puntos obligados
Los puntos obligados son aquellos sitios extremos o
intermedios por los que necesariamente deberá pasar la vía, ya sea
por razones técnicas, económicos, sociales o políticas.
8. EVALUACIÓN DEL TRAZADO DE
RUTAS
La mejor ruta entre varias alternas, que permita enlazar dos
puntos extremos o terminales, será aquella que de acuerdo a las
condiciones topográficas, geológicas, hidrológicas y de drenaje, ofrezca
el menor costo con el mayor índice de utilidad económica, social y
estética.
Por lo tanto, para cada ruta será necesario determinar, en
forma aproximada, los costos de construcción, operación y
conservación de la futura vía a proyectar.
métodos de evaluación de rutas y trazados alternos, Dentro
de estos métodos, se encuentra el de Bruce, en el cual se aplica el
concepto de longitud virtual.
…
9. Compara, para cada ruta o trazado alterno, sus longitudes, sus
desniveles y sus pendientes, tomando en cuenta únicamente el aumento
de longitud correspondiente al esfuerzo de tracción en las pendientes. Se
expresa así:
Dónde:
X0 = Longitud resistente (m)
X = Longitud total el trazado (m)
∑y = desnivel o suma de desniveles (m) K = Inverso del coeficiente de
tracción.
1. En la tabla, aparecen los valores de k para los distintos tipos de
superficie de rodamiento.
10. Tabla: Valores del Inverso del coeficiente
de tracción.
Tipo de Superficie Valor medio de k
Carretera en tierra 21
Macadam 32
Pavimento asfaltico 35
Pavimento rígido 44
11. LÍNEA DE PENDIENTE O DE CEROS.
Es aquella línea que, pasando por los puntos obligados del
proyecto, conserva la pendiente uniforme especificada y que de
coincidir con el eje de la vía, este no aceptaría cortes ni rellenos,
razón por la cual también se le conoce con el nombre de línea de
ceros.
12. TRAZADO DE UNA LÍNEA DE
PENDIENTE
En la isometría del terreno natural con curvas de nivel cada cinco
(5) metros, ilustrada en la figura, considérese los puntos A y B sobre las
curvas de nivel sucesivas 205 y 210. La pendiente de la línea recta AB, que
los une, es:
Pendiente de AB = tang α =
Luego, se quiere mantener una línea de pendiente uniforme igual a
tang α, la distancia horizontal necesaria de una curva de nivel a otra
será:
13. Dónde:
AC = Distancia horizontal entre curvas de nivel sucesivas o abertura del compás.
BC = Diferencia de nivel entre curvas o equidistancia.
Tang α = Pendiente de la línea recta AB. Pendiente de la línea de ceros. Por lo
tanto, también puede decirse que:
AC =
a =
14. Donde, a es la abertura del compás y p es la
pendiente uniforme de la línea de ceros.
De esta manera, la distancia AC o a, en metros, reducida a la
escala del plano, se podrá trazar con un compás de puntas secas
a partir del punto inicial
15. OBJETIVOS
OBJETIVO PRINCIPAL :
Trazar tres vías o carreteras para unir los puntos 3 y 4 en el
plano de curvas de nivel.
OBJETIVO SECUNDARIO:
Aplicar los conocimientos adquiridos sobre trazado de
carreteras Evaluar y seleccionar la ruta más óptima de acuerdo a las
condiciones topográficas, geológicas, hidrológicas y de drenaje,
ofrezca el menor costo con el mayor índice de utilidad económica,
social y estética.
16. PROCEDIMIENTO
En el plano de la Figura 2.8, dibujado a la escala dada y con
curvas de nivel de equidistancia de 50 m, se identifican los
puntos A y B.
17. SOLUCIÓN:
Sobre el plano dado se han trazado tres posibles rutas, mediante la
identificación de los puntos de paso a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k de
control primario y secundario. Tales rutas:
Ruta 1: AabcB, siguiendo la parte baja.
Ruta 2: AdefB, siguiendo la parte alta.
Ruta 3: AghiB, siguiendo la parte media.
18.
19. Ruta 1:
Tramo A-a:
Desnivel: 160 − 100 = 60 m Distancia Horizontal: 570 m.
Pendiente:
60
570
= 0.105 ≅ +𝟏𝟎. 𝟓%
Tramo a-b:
Desnivel: 210 − 160 = 50 m Distancia Horizontal: 460 m.
Pendiente:
50
460
= 0.109 ≅ +𝟏𝟎. 𝟗%
Tramo b-c:
Desnivel: 230 − 210 = 20 m Distancia Horizontal: 450 m.
Pendiente:
20
450
= 0.044 ≅ +𝟒. 𝟒%
Tramo c-B:
Desnivel: 240 − 230 = 10 m Distancia Horizontal: 100 m.
Pendiente:
10
100
= 0.1 ≅ +𝟏𝟎%
20. Ruta 2:
Tramo A-d:
Desnivel: 150 − 100 = 50 m Distancia Horizontal: 650 m.
Pendiente:
50
650
= 0.077 ≅ +𝟕. 𝟕%
Tramo d-e:
Desnivel: 170 − 150 = 20 m Distancia Horizontal: 510 m.
Pendiente:
20
510
= 0.039 ≅ +𝟑. 𝟗%
Tramo e-f:
Desnivel: 210 − 170 = 40m Distancia Horizontal: 420 m.
Pendiente:
40
420
= −0.095 ≅ +𝟗. 𝟓%
21. Ruta 3:
Tramo A-g:
Desnivel: 200 − 100 = 100m Distancia Horizontal: 660 m.
Pendiente:
100
660
= 0.152 ≅ +𝟏𝟓. 𝟐%
Tramo g-h:
Desnivel: 230 − 200 = 30 m Distancia Horizontal: 530 m.
Pendiente:
30
530
= 0.057 ≅ +𝟓. 𝟕%
Tramo h-i:
Desnivel: 220 − 230 = −10 m Distancia Horizontal: 450 m.
Pendiente: −
10
450
= −0.022 = −𝟐. 𝟐%
Tramo i-B:
Desnivel: 240 − 220 = 20 m Distancia Horizontal: 310 m.
Pendiente:
75
1400
= 0.05357142857 = +5.357142857% ≅ +𝟓. 𝟒%
22. Tramo k-B:
Desnivel: 400 − 350 = 50 m Distancia Horizontal: 310 m.
Pendiente:
20
310
= 0.065 ≅ +𝟔. 𝟓%
En la Tabla siguiente, para cada una de las rutas trazadas aparecen sus puntos, abscisas
y cotas.
23. Tabla: Abscisas y cotas a lo largo de las rutas
RUTAS PUNTOS LONGITUD ABSCISAS COTAS
RUTA 1
A K 0 + 000 100
a 570 K0 +570 160
b 460 K 1+030 210
c 450 K 1+480 230
B 100 K 1+580 240
RUTA 2
A K 0 + 000 100
d 650 K 1 + 650 150
e 510 K 1 + 160 170
f 420 K 1+580 210
B 150 K 1+730 240
RUTA 3
A K0 + 000 100
g 660 K 0+660 175
h 530 K 1+190 275
i 450 K 1+640 275
B 310 K 1+950 400
24. ANÁLISIS MEDIANTE EL MÉTODO
DE BRUCE
La evaluación preliminar de las tres rutas se hará con base en la
comparación de sus longitudes, desniveles y pendientes. Para tal
efecto, se supone que las vías a construir sobre estas rutas serán
pavimentadas en concreto y que la pendiente recomendada es
del 4%. Por lo tanto, de acuerdo a la ecuación:
Dónde:
X0 = Longitud resistente (m)
X = Longitud total el trazado (m)
∑y = desnivel o suma de desniveles (m) K = Inverso del
coeficiente de tracción.
25. Para cada ruta se tienen las siguientes longitudes
resistentes, X0Análisis de Longitud de “A” hacia “B” recomendada la
Pendiente P = 5% (considerando todos los positivos).
28. RUTA 3
Desnivel Contrapendiente = 0
Desnivel por exceso de Pendiente
∑𝑦 = 0.152 − 0.05 660 + 0.057 − 0.05 530 + 0.065 − 0.05 310 = 75.68𝑚
𝑥 = 1500
𝑘 = 35
𝑥0 = 𝑥 + 𝑘∑𝑦 → 1500 + 35 75.68 + 10 = 4498.80𝑚
ANALIZANDO
Como se puede observar, la RUTA 2 la cual se hace atractiva,
sin embargo, ella incorpora la construcción de un puente, situación por
la cual se elevaría los costos. Por lo tanto, si se trata de un proyecto
económico, desde el punto de vista la mejor ruta seria RUTA 1.
29. RECOMENDACIONES Y SUGERENCIAS
Parte más estrecha en el cauce de un rio, especial para la ubicación de
un puente.
Abra más baja y más amplia que permite mejor visibilidad y lograr un
trazo en forma diagonal.
Para el trazo de curvas de volteo se debe buscar las distancias entre
curvas más amplias o llanas posibles.
Con el propósito de realizar una evaluación preliminar más precisa, es
necesario elaborar un perfil longitudinal de las rutas
30. CONCLUSIONES
Para la selección final de una rauta aplicamos el “método de
Bruce”
Es importante evaluar y seleccionar la ruta más óptima de
acuerdo a las condiciones topográficas, geológicas,
hidrológicas y de drenaje, ofrezca el menor costo con el mayor
índice de utilidad económica, social y estética.
