El documento describe el proceso de diseño de líneas de pendiente para vías. Explica cómo se determina la pendiente máxima permitida dependiendo del tipo de vía y terreno, y cómo se calcula la distancia horizontal requerida para alcanzar un cambio de elevación dado, manteniendo una pendiente constante. También resume métodos para evaluar diferentes trazados de ruta basados en su longitud resistente.

1. Diseño de Vías
Autor:
María Fernanda García
correo: mfgarcia@puj.edu.co
Pontificia Universidad
JAVERIANA
Cali

2. En muchos proyectos, de acuerdo con el tipo de mismo y el estado Planeación de
de la vía, dos o más etapas pueden ocurrir simultáneamente: un proyecto
Idea
Etapa de Preinversión
Perfil del proyecto
Pre- Factibilidad
Factibilidad
Etapa de Inversión Etapa Operacional
Diseño definitivo
Construcción
Mejoramiento
Rehabilitación
Mantenimiento rutinario
Mantenimiento periódico
Proyectos Evaluación ex - post Proyectos
postergados abandonados
http://earth.google.com/
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carretera, INVIAS, 1998

3. Línea de
pendiente
Es una línea que se desarrolla en la región de interés tomando en cuenta
los puntos de control primarios y secundarios.
Se adapta a la topografía del terreno y a las especificaciones de pendiente
máxima exigidas para la carretera, garantizando el mínimo movimiento de
tierra.
El ideal en esta etapa (FASE I) es tratar de mantener constante la
pendiente en tramos largos. Lógicamente para lograr llegar de A a B se
necesitará tener varios tramos con varias pendientes
∆y
m = tan α ∆y m = tan α =
∆x
α
∆x

4. Línea de
pendiente
∆y = Es la diferencia de cotas entre curvas de nivel sucesivas.
Pueden estar cada 0.5 m, 1.0 m, 2.0 m,……50.0 m, etc, dependiendo de la
escala del plano en que se esté haciendo el estudio.
Habitualmente se usan planos con escala 1:100.000 a 1:200.000 y fotografías
aéreas a escala 1:50.000, 1:25.000 ó 1:10.000
∆y
m = tan α ∆y m = tan α =
∆x
α
∆x

5. Línea de
pendiente
∆x = Es la distancia horizontal que se debe recorrer para
subir o bajar ∆ y con una pendiente m.
Ejemplo:
Si la pendiente m de la vía es 6% y las curvas de nivel están
cada 2.0 m ( ∆ y ), que distancia horizontal ∆ x se debe
recorrer entre curvas de nivel para garantizar una pendiente
constante?
Continua …
∆y
m = tan α ∆y m = tan α =
∆x
α
∆x

6. Línea de
pendiente
1008
1006
1000
1004
1002
1010 ∆y = 2.0
∆x = 33.33
Visualización lattice 2D Visualización
∆y 2 .0
m = 6% ∆y = 2.0 ∆x = ∆x = = 33.33m
m 0.06
∆x = ?
Respuesta: Horizontalmente se deben recorrer 33.33 m

7. Pendiente Máxima
Velocidad de diseño Vd (km/h)
Tipo de carretera Tipo de terreno
30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Plano - - - - - - 4 3 3 3
Carretera principal Ondulado - - - - - 5 5 4 4 4
de dos calzadas Montañoso - - - - - 6 6 5 5 5
Escarpado - - - - - 7 6 6 6 -
Plano - - - - 5 4 4 3 - -
Carretera principal Ondulado - - - 6 6 5 5 4 - -
de una calzada Montañoso - - - 8 7 7 6 - - -
Escarpado - - - 8 8 7 - - - -
Plano - - 7 7 7 6 - - - -
Carretera Ondulado - 11 10 10 9 8 - - - -
secundaria Montañoso - 12 11 11 10 - - - - -
Escarpado 15 14 13 12 - - - - - -
Plano - 7 7 7 - - - - - -
Carretera Ondulado 11 11 10 10 - - - - - -
terciaria Montañoso 14 13 13 - - - - - - -
Escarpado 16 15 14 - - - - - - -
Tabla 3.4.1 Relación entre pendiente máxima (%) y velocidad de diseño
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carretera, INVIAS, 1998

8. Línea de pendiente
ó línea de ceros
Ruta 1

9. Línea de pendiente
ó línea de ceros
Ruta 2

10. Línea de pendiente
ó línea de ceros
Ruta 3

11. Evaluación de
trazado de rutas
Xo = X + kΣy
Método de Bruce
Xo = Longitud Resistente (m)
X = Longitud total del trazado
Σ = Desnivel o suma de desniveles
y
k = Inverso del coeficiente de tracción
Tipo de superficie K
Afirmado 21
Tratamiento superficial 32
Carpeta asfáltica 35
Pavimento en concreto 44

12. Evaluación de
trazado de rutas
Rutas Puntos Abscisa X Cotas
A K0 + 000 0 1110 Estudio de Ruta
a K0 + 300 300 1130 1150
B K0 + 520 520 1126 1145
Ruta 1
c K0 + 830 830 1121 1140
B K1 + 112 1112 1125 1135
1130
A K0 + 000 0 1110 1125
d K0 + 380 380 1130 1120
e K0 + 600 600 1140 1115
Ruta 2 f K0 + 900 900 1135 1110
B K1 + 200 1200 1125 1105
0
200
300
500
600
900
100
400
700
800
1200
1000
1100
1300
1400
A K0 + 000 0 1110
g K0 + 300 380 1130
Ruta 1 Serie2 Serie3
h K0 + 520 600 1140
Ruta 3
i K0 + 830 800 1145
B K1 + 300 1300 1125

13. Tipo de superficie K
1150
Estudio de Ruta
Evaluación de
trazado de rutas
1145
1140
1135
Afirmado 21 1130
1125
Tratamiento superficial 32
1120
1115
1110
Carpeta asfáltica 35 1105
100
200
300
500
600
700
800
900
1000
1200
1300
1400
0
400
1100
Pavimento en concreto 44 Xo = X + kΣy
Σy
Ruta 1 Serie2 Serie3
Xo = 1112 + 44 * 24
Rutas Puntos Abscisa X Cotas Y Pendiente Contrapendientes
A K0 + 000 0 1110 Ida Regreso
a K0 + 300 300 1130 20.00 6.67 20.00
B K0 + 520 520 1126 -4.00 -1.82 4.00
Ruta 1
c K0 + 830 830 1121 -5.00 -1.61 5.00
B K1 + 112 1112 1125 4.00 1.42 4.00
24.00 2168.00 9.00 1508
A K0 + 000 0 1110
d K0 + 380 380 1130 20.00 5.26 20.00
e K0 + 600 600 1140 10.00 4.55 10.00
Ruta 2
f K0 + 900 900 1135 -5.00 -1.67 5.00
B K1 + 200 1200 1125 -10.00 -3.33 10.00
30.00 2520.00 15.00 1860
A K0 + 000 0 1110
g K0 + 300 380 1130 20.00 5.26 20.00
h K0 + 520 600 1140 10.00 4.55 10.00
Ruta 3 i K0 + 830 800 1145 5.00 2.50 5.00
B K1 + 300 1300 1125 -20.00 -4.00 20.00
35.00 2840.00 20.00 2180