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ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO DE VIA
Presentado por:
Cabrales de la Peña Leonardo
Garnica Díaz Oscar
Pineda Quintero Sebastián
Quicazaque Cubillos Natalia
Rocha Joya David
Romero González Yefry
Presentado a:
Ing. Octavio Augusto Salazar
Universidad La Gran Colombia
Facultad Ingeniería Civil
Diseño Geométrico de Vías
Bogotá D.C. Mayo de 2020
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 2
TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN.......................................................................................................3
2. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISENO GEOMETRICO................................................4
2.1. Objetivos ....................................................................................................................................4
2.2. Metodología...............................................................................................................................4
2.3. Aspecto Inherentes al Trazado...................................................................................................5
2.4. Recopilación de la información..................................................................................................6
3. CARACTERISTICAS GEOMETRICAS .....................................................................7
3.1. Parámetros de diseño ................................................................................................................8
3.2. Calzada .......................................................................................................................................9
3.3. Bermas .....................................................................................................................................10
3.4. Velocidades Especificas............................................................................................................11
3.4. Radios mínimos de curvatura...................................................................................................14
3.4. Velocidades Entre tangencia VETH.............................................................................................16
3.5. Cálculos Para Los Elementos De Una Curva.............................................................................18
3.5. Elementos de la Curva..............................................................................................................18
3.6. Pendiente longitudinal.............................................................................................................19
3.7. Peraltes.....................................................................................................................................20
4. CALCULO DE VOLUMENES..................................................................................25
4.1 TABLA INFORME DE VOLUMENES..........................................................................25
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 3
5. GLOSARIO .............................................................................................................30
6. CONCLUSIONES....................................................................................................32
7. BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................................33
1. INTRODUCCIÓN
El presente Proyecto tiene como finalidad la realización del diseño geométrico de una vía,
correspondiente al tramo con una ubicación geométrica comprendida entre el punto de
inicio con coordenadas Norte 9.779.257.723- Este 9.164.186.027 260.61 y el punto final
del trazado con coordenadas Norte 9.798.793.876 - Este 9.162.907.113.
Por lo tanto, de acuerdo a lo anterior una vez determinados los criterios de la topografía del
lugar y la necesidad funcional u operacional, se planteará un diseño vial que deberá
garantizar los estándares de seguridad, funcionamiento y de servicio, indicados en las
especificaciones determinadas en la Norma Vial vigente en Colombia - Manual de Diseño
Geométrico de Carreteras Invias.
El diseño de una carretera se realiza con el fin de plantear una solución efectiva a la
movilidad y el transporte de vehículos, sin poner en riesgo el hábitat de especies animales
y vegetación propia de ese lugar por donde se plantea el diseño, evitando que los impactos
y daños al ambiente sean altos.
Para que las vías en el país no tengan ningún tipo de inconveniente en el diseño y desarrollo
de las mismas el Gobierno Nacional por medio de su Ministerio de Tránsito y Transporte
ha decidido establecer unos criterios y parámetros para tener una simetría en todos los
proyectos que se realicen en el país, el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras 2008
del Instituto Nacional de Vías (INVIAS) es la norma que todo diseñador tiene que conocer
y aplicar. Es por esta razón que, para el diseño geométrico realizado, se han seguido
estrictamente cada uno de los lineamientos establecidos en el Manual anteriormente
mencionados.
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 4
2. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISENO GEOMETRICO
2.1. Objetivos
 Determinar el trazado vial del tramo propuesto entre el punto de inicio con coordenadas
Norte 9.779.257.723- Este 9.164.186.027 260.61 y el punto final del trazado con
coordenadas Norte 9.798.793.876 - Este 9.162.907.113.
 Desarrollo del trazado geométrico vial con un diseño óptimo desde el punto de vista
técnico, económico, social, ambiental y de seguridad vial:
 Desarrollar un diseño vial bajo el cumplimiento de las normas vigentes y documentos
contractuales de los parámetros de Diseño.
2.2. Metodología
La metodología planteada para desarrollar el trazado geométrico vial de manera óptima, se
determinan los siguientes pasos, así:
 Determinar el tipo de terreno sobre el cual se está trabajando.
 Determinación de la Velocidad de Diseño a partir de la tipología del terreno y la
categoría de la carretera.
 Trazado de la Línea de Ceros y realizar el diseño preliminar del eje en planta con el
respectivo ajuste de la línea de ceros y la velocidad del diseño del tramo homogéneo.
 Determinar la longitud de los segmentos rectos entre las curvas, y asignación de
velocidad especifica de las curvas horizontales, aginando VCH de la primera curva y VCH
de las demás curvas de acuerdo con parámetros de la norma vigente.
 Determinación del peralte que debe tener cada curva, en relación con el Radio R, con
el objetivo de garantizar una circulación vial segura con respecto a la velocidad
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 5
específica, entretangencia, bermas y demás elementos geométricos, con cada una de
las especialidades del Proyecto, para obtención del trazo horizontal, vertical y
transversal definitivo.
2.3. Aspecto Inherentes al Trazado
a) Corredor vial: Los ejes de las calzadas contarán con los siguientes elementos:
 Trazado en planta – perfil.
 Diagrama de Peraltes.
 Perfil del terreno y perfil de la vía.
 Cartera de puntos de todo el alineamiento.
b) Normatividad de Referencia: La normatividad de referencia, a partir de la cual se
determinarán los parámetros que deberá cumplir el diseño geométrico y documentos
contractuales de los parámetros de Diseño, son los siguientes:
 Manual de diseño geométrico de carreteras – Instituto Nacional de vías
INVIAS.
 American Association of State Highway and Transportation Officials –
AASHTO (Asociación Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y
Transportes).
c) Software de diseño: se realizó uso de las siguientes herramientas de diseño y
calculo:
 Software de diseño de ingeniería civil Autodesk Civil 3D®.
d) Parámetros generales:
 El tramo de estudio se localiza sobre K0+000 en el punto 1 (Norte 9.779.257.723-
Este 9.164.186.027 260.61), hasta el punto 2 (Norte 9.798.793.876 - Este
9.162.907.113) el cual se encuentra en la abscisa K2+569.09.
 El tipo de terreno que predomina en el tramo de estudio es montañoso debido a
que predominan pendientes longitudinales entre el 6% y el 8%.
 Categoría de la carretera: Primaria de una calzada.
 Velocidad de diseño: 60 km/h
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 6
 Sección transversal típica normal: Calzada Bidireccional de 7.30 metros de
ancho, bermas de 1.50 m.
2.4. Recopilación de la información
Los siguientes documentos se utilizaron como base en el desarrollo del Proyecto
• Estudio de Prefactibilidad del corredor
• Topografía elaborada mediante sistema.
• Topografía detallada para las zonas especiales.
• Estudio topográfico. A partir de la topografía suministrada, se ubicaron las
coordenadas asignadas, mediante lo cual se procede a determinar el tipo de
terreno en el cual se encuentra ubicado el tramo de estudio.
CALCULOS PARA EL PROCESO DE LA LINEA DE CERO:
Para trazar una línea de pendiente sobre el plano se utiliza un compás, señalando puntos
sobre las curvas de nivel que formen líneas de igual longitud, equivalente a la abertura del
compás, que se calcula de la siguiente manera: Analizando unas curvas de nivel sencillas
se puede apreciar que la línea que debe marcar el compás corresponde a la proyección
horizontal de la línea que une los puntos A y B, es decir, la línea AC. A su vez, la proyección
vertical (BC) corresponde a la inferencia de nivel entre los puntos A y B, o sea, la
equidistancia entre las curvas de nivel. Por lo tanto, considerando que Tan(α) es la
pendiente del posible “eje de la vía”, entonces la abertura del compás queda:
𝐴𝐶 =
𝐵𝐶
tan⁡
(𝛼)
= 𝑎 =
𝐸𝑞𝑢𝑖𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑐𝑖𝑎⁡𝑑𝑒⁡𝑙𝑎𝑠⁡𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎𝑠⁡𝑑𝑒⁡𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙
𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒⁡𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 7
3. CARACTERISTICAS GEOMETRICAS
Una vez estudiada la información suministrada y determinada anteriormente, se
proceden a determinar los elementos implementados el diseño geométrico vial, con base
en los parámetros exigidos por la Normativa Vigente y topografía del tramo objeto del
presente estudio.
Imagen 1. Sección transversal típica, pavimentada en recta.
Fuente: Diseño geométrico de Carretera.
El corredor vial se encuentra ubicado en un terreno de tipología montañosa,
la categoría de la Carretera corresponde a Vía primaria de una calzada de en dos
sentidos y le es asignada una velocidad de diseño V=60 km/h.
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 8
3.1. Parámetros de diseño
a) Velocidad de diseño: La velocidad de diseño depende de factores tales como la
categoría asignada a la futura carretera, usos del suelo, homogeneidad a lo largo de la
carretera y demás relaciones con factores económicos, medioambientales y financieros.
A partir de estos factores, la velocidad de Proyecto corresponderá a la referencia mediante
la cual se determinarán las características geométricas, con el fin de garantizar las máximas
condiciones de seguridad y de comodidad posible a los usuarios, por lo tanto de acuerdo a
la Norma citada, la velocidad se determina así:
Tomado de Manual de Diseño Geométrico
INVIAS el cual da esta definición en su glosario.
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 9
3.2. Calzada
Corresponde a la parte de la corona que se destina para la circulación de
vehículos, es generalmente pavimentada o acondicionada con algún tipo de
material de afirmado y pude constituirse por dos o más carriles.
De acuerdo al tipo de Carretera y tipo de terreno previamente determinados, se
adoptará el ancho recomendado de calzadas, recomendado por el manual de
Diseño Geométrico INVIAS. así:
El ancho del carril será :
𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜⁡𝑑𝑒⁡𝑙𝑎⁡𝑐𝑎𝑙𝑧𝑎𝑑𝑎
2
= 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜⁡𝑑𝑒𝑙⁡𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙
7.3
2
= 3.65⁡𝑚⁡(𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜⁡𝑑𝑒𝑙⁡𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙)
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 10
3.3. Bermas
Las bermas corresponden a las fajas comprendidas entre los bordes de la calzada
y la cuneta, tienen la función confinar lateralmente la superficie de la rodadura y
dar protección al pavimento y a sus capas inferiores controlando la humedad y
posibles erosiones.
De acuerdo al tipo de Carretera y tipo de terreno previamente determinados, se
adoptará el ancho 1.50 m, recomendado por el manual de Diseño Geométrico
INVIAS. así:
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 11
3.4. Velocidades Especificas
Para determinar la Velocidad especifica a las curvas horizontales, Vch, se deben
tener en cuenta lo siguientes parámetros:
1. La velocidad de diseño del tramo homogéneo, VTR, en que se encuentra la
curva horizontal.
2. La velocidad específica asignada a la curva horizontal anterior.
3. La longitud del segmento recto anterior.
4. El ángulo de deflexión principal , de la curva analizada.
Velocidad especifica curva No. 1
Grados Minutos Segundos Grados Minutos Segundos
25 50 0.96
Vtr Vtr Vtr+10 Vtr+20
60 60 70 80
Vtr +10 Vtr +10 Vtr+10 Vtr+20
70 70 70 80
Vtr +20 Vtr +20 Vtr+10 Vtr+20
80 80 70 80
CASO 1 4 5
L<=150 L>600
400<L=600
60
VELOCIDAD ESPECIFICA
DE LA CURVA
HORIZONTAL ANTERIOR
VELOCIDADES ESPECIFICAS CURVA 1
VELOCIDAD DEL DISENO DEL TRAMO Vtr>50km/h
LONGITUD DEL SEGMENTO ANTERIOR (218.48 m)
<45°
Vtr
>=45°
Vtr
150<L<=400
60
2 3
60
70
80
Vtr +10
Vtr +20
Vtr
Vtr+10
80
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 12
Velocidad especifica curva No. 2
Velocidad especifica curva No. 3
Velocidad especifica curva No. 4
Grados Minutos Segundos Grados Minutos Segundos
61 30 58.68
Vtr Vtr Vtr+10 Vtr+20
60 60 70 80
Vtr +10 Vtr +10 Vtr+10 Vtr+20
70 70 70 80
Vtr +20 Vtr +20 Vtr+10 Vtr+20
80 80 70 80
CASO 1 4 5
2 3
60 60
Vtr +10 Vtr
70 60
Vtr +20 Vtr+10
80 80
VELOCIDAD ESPECIFICA
DE LA CURVA
HORIZONTAL ANTERIOR
L<=150
150<L<=400
400<L=600 L>600
<45° >=45°
Vtr Vtr
VELOCIDADES ESPECIFICAS CURVA 2
VELOCIDAD DEL DISENO DEL TRAMO Vtr>50km/h
LONGITUD DEL SEGMENTO ANTERIOR (266.236 m)
Grados Minutos Segundos Grados Minutos Segundos
93 58 35.04
Vtr Vtr Vtr+10 Vtr+20
60 60 70 80
Vtr +10 Vtr +10 Vtr+10 Vtr+20
70 70 70 80
Vtr +20 Vtr +20 Vtr+10 Vtr+20
80 80 70 80
CASO 1 4 5
80 80
2 3
Vtr Vtr
60 60
Vtr +10 Vtr
70 60
Vtr +20 Vtr+10
VELOCIDADES ESPECIFICAS CURVA 3
VELOCIDAD DEL DISENO DEL TRAMO Vtr>50km/h
LONGITUD DEL SEGMENTO ANTERIOR (268.822 m)
VELOCIDAD ESPECIFICA
DE LA CURVA
HORIZONTAL ANTERIOR
L<=150
150<L<=400
400<L=600 L>600
<45° >=45°
Grados Minutos Segundos Grados Minutos Segundos
Vtr Vtr Vtr+10 Vtr+20
60 60 70 80
Vtr +10 Vtr +10 Vtr+10 Vtr+20
70 70 70 80
Vtr +20 Vtr +20 Vtr+10 Vtr+20
80 80 70 80
CASO 1 4 5
80 80
2 3
Vtr Vtr
60 60
Vtr +10 Vtr
70 60
Vtr +20 Vtr+10
VELOCIDADES ESPECIFICAS CURVA 4
VELOCIDAD DEL DISENO DEL TRAMO Vtr>50km/h
LONGITUD DEL SEGMENTO ANTERIOR (116.937 m)
VELOCIDAD ESPECIFICA
DE LA CURVA
HORIZONTAL ANTERIOR
L<=150
150<L<=400
400<L=600 L>600
<45° >=45°
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 13
Velocidad especifica curva No. 5.
Grados Minutos Segundos Grados Minutos Segundos
55 29 34.8
Vtr Vtr Vtr+10 Vtr+20
60 60 70 80
Vtr +10 Vtr +10 Vtr+10 Vtr+20
70 70 70 80
Vtr +20 Vtr +20 Vtr+10 Vtr+20
80 80 70 80
CASO 1 4 5
80 80
2 3
Vtr Vtr
60 60
Vtr +10 Vtr
70 60
Vtr +20 Vtr+10
VELOCIDADES ESPECIFICAS CURVA 5
VELOCIDAD DEL DISENO DEL TRAMO Vtr>50km/h
LONGITUD DEL SEGMENTO ANTERIOR (239.260 m)
VELOCIDAD ESPECIFICA
DE LA CURVA
HORIZONTAL ANTERIOR
L<=150
150<L<=400
400<L=600 L>600
<45° >=45°
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 14
3.4. Radios mínimos de curvatura
El Radio mínimo de curvatura solo deberá ser usado en aquellas situaciones,
donde sea imposible la aplicación de radios mayores y se determina, así:
• Donde emax en Colombia para carretera primarias y secundarias se establece
como peralte máximo 8%.
• Donde fmáx se determina por factores tales como el estado de la superficie de la
rodadura, la velocidad del vehículo y las condiciones de la llanta.
En la siguiente tabla se encuentran los Radios mínimo-absolutos, calculados
para las respectivas velocidades específicas, los peraltes coeficientes de fricción.
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 15
Radios Mínimos de cada curva:
Radios de cada curva cada Civil 3D:
Como se puede observar se garantiza cumplimiento con respecto de los radios mínimos
requeridos.
CURVA VCH CONSTANTE emáx
Radio Minimo
Calculado
Radio minimo
Redondeado
1 60 127 8% 113.4 113
2 60 127 8% 113.4 113
3 60 127 8% 113.4 113
4 60 127 8% 113.4 113
5 60 127 8% 113.4 113
FORMULA DE RADIOS MINIMOS EN FUNCIÓN DEL PERALTE Y LA FRICCIÓN
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 16
3.4. Velocidades Entre tangencia VETH
En vías de una calzada, un vehículo puede ingresar a la entretangencia saliendo de la
curva horizontal localizada en un extremo, que tiene una determinada Velocidad
Específica (VCH), ó saliendo de la curva localizada en el otro extremo, que también tiene
su propia Velocidad Específica (VCH).
Los vehículos van a circular por la entretangencia a la velocidad a la que salieron de la
curva, por lo tanto la Velocidad Específica de la entretangencia horizontal (VETH) debe
ser igual a la mayor de las dos Velocidades Específicas de las curvas horizontales
extremas.
Entretangencia y radios de cada curva:
 Entre tangencia horizontal
Si el alineamiento se hace con curvas circulares únicamente, la longitud de
entre tangencia debe satisfacer la mayor de las condiciones dadas por la
longitud de transición, de acuerdo con los valores de pendiente máxima para
rampa de peraltes y por la distancia recorrida en un tiempo de 5 segundos
(5s) a la menor de las Velocidades Específicas (VCH) de las curvas
adyacentes a la entre tangencia en estudio.
 Para curvas del mismo sentido
En el diseño con curvas espirales la entre tangencia no puede ser menor a
la distancia recorrida en un tiempo de 5 segundos (5 s) a la Velocidad
Específica de la entre tangencia horizontal (VETH). Para diseños con curvas
circulares, especialmente en terreno plano, la entre tangencia no puede ser
menor al espacio recorrido en un tiempo no menor de quince segundos (15
s) a la Velocidad Específica de la entre tangencia horizontal (VETH).
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 17
Entretangencia Mínima:
Entretangencia Civil 3D:
Como se puede observar se garantiza cumplimiento de las entre tangencias de acuerdo
con la longitud mínima requerida.
CURVA ADYACENTE A
LA ENTRETANCIA VCH (km/h) VCH (m/s) t (s)
Entretangencia
minima (m)
1 60 16.667 5 83.33
2 60 16.667 5 83.33
3 60 16.667 5 83.33
4 60 16.667 5 83.33
5 60 16.667 5 83.33
ENTRETAGENCIA MINIMA
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 18
3.5. Cálculos Para Los Elementos De Una Curva
Para el cálculo de los elementos de curva se utilizan las siguientes ecuaciones:
3.5. Elementos de la Curva
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 19
3.6. Pendiente longitudinal
La pendiente longitudinal de la vía determina condiciones de operación y de
drenaje de la vía, así como las características geométricas de las curvas
verticales.
En sectores donde las pendientes longitudinales sean muy bajas se implementará
un valor de pendiente longitudinal mínima hasta del 0,50% dado que las
condiciones de drenaje se ven dominadas por la pendiente transversal de la vía.
Por otro lado, la pendiente longitudinal máxima se regirá de acuerdo con lo
recomendado en el Manual de Diseño Geométrico del INVIAS – 1998 Tabla 3.4.1.
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 20
3.7. Peraltes
La pendiente transversal de la vía, denominada peralte, es una su funcionalidad es
garantizar un fácil desplazamiento seguro de los vehículos sin peligros de
deslizamientos, debido a que este se opone a la fuerza centrífuga que tiene a
desequilibrar el vehículo hacia el exterior de la curva.
De acuerdo con la velocidad específica y radio predeterminado, se determina el
Peralte máximo, recomendado por el manual de Diseño Geométrico INVIAS. así:
“En Colombia para carreteras primarias y secundarias se establece como peralte
máximo emáx el 8%, el cual permite no incomodar a aquellos vehículos que viajan
a velocidades menores, especialmente a los vehículos con centro de gravedad muy
alto y a los vehículos articulados (tracto–camión con remolque) los cuales pueden
tener un potencial de volcamiento de su carga al circular por curvas con peraltes
muy altos”.
3.8. Bombeo Transversal
Con respecto al bombeo transversal, se utilizará un valor del 2% para garantizar
una evacuación rápida y eficaz de la precipitación directa sobre la vía por
escorrentía hacia las cunetas.
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 21
3.9. Pendiente Relativa De La Rampa De Peraltes (m)
Se define la rampa de peraltes, como la diferencia relativa que existe entre la
inclinación del eje longitudinal de la calzada y la inclinación del borde de la
misma.
3.10. Tangentes Verticales
Las tangentes en un plano vertical son caracterizadas por longitud y pendiente y se limitan
por dos curvas sucesivas.
La pendiente m de la tangente vertical es la relación entre el desnivel y la distancia
horizontal entre dos puntos de la misma.
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 22
La pendiente máxima se determina por el volumen de transito previsto a futuro o por la
configuración del tipo de terreno y por la velocidad de diseño.
TANGENTE VERTICAL No.1
m= (260.60-256.37) / 218.48)*100= -1.87 %
260.60
256.37
218.48 m
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 23
TANGENTE VERTICAL No. 2
m= (259.85 – 255.46)/ 707)*100 = 0.62%
259.85
255.46
707 m
TANGENTE VERTICAL No. 3
m= (273.20 – 264.40) / 183) * 100= 4.8 %
273.20
264.40 183 m
TANGENTE VERTICAL #4
m= (274.96 - 270.75) / 113) * 100 = -3.7%
274.96
270.75
113 m
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 24
Tangentes verticales Civil 3D:
TANGENTE VERTICAL #5
m= (268.00 – 265.97) / 563) * 100 = -0.36 %
268.00
265.97
563
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 25
4. CALCULO DE VOLUMENES
4.1 TABLA INFORME DE VOLUMENES
imagen 1
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 26
imagen 2
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 27
imagen 3
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 28
imagen 4
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 29
Imagen 5
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 30
Imagen 6
En las imágenes anteriores tenemos el cálculo de volúmenes de todo el corredor en
estudio.
5. GLOSARIO
A continuación, se presenta un glosario con términos que se utilizaran a lo largo del informe.
Todos los términos presentados a continuación han sido extraídos directamente del Manual
de Diseño Geométrico de Carreteras 2008.
Berma. Fajas comprendidas entre los bordes de la calzada y las cunetas. Sirven de
confinamiento lateral de la superficie de rodadura, controlan la humedad y las posibles
erosiones de la calzada.
Calzada. Zona de la vía destinada a la circulación de vehículos. Generalmente
pavimentada o acondicionada con algún tipo de material de afirmado.
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 31
Carretera. Infraestructura del transporte cuya finalidad es permitir la circulación de
vehículos en condiciones de continuidad en el espacio y el tiempo, con niveles adecuados
de seguridad y de comodidad. Puede estar constituida por una o varias calzadas, uno o
varios sentidos de circulación o uno o varios carriles en cada sentido, de acuerdo con las
exigencias de la demanda de tránsito y la clasificación funcional de la misma.
Carril. Parte de la calzada destinada al tránsito de una sola fila de vehículos.
Curva horizontal. Trayectoria que une dos tangentes horizontales consecutivas. Puede
estar constituida por un empalme básico o por la combinación de dos o más de ellos.
Curva vertical. Curvas utilizadas para empalmar dos tramos de pendientes constantes
determinadas, con el fin de suavizar la transición de una pendiente a otra en el movimiento
vertical de los vehículos; permiten la seguridad, comodidad y la mejor apariencia de la vía.
Casi siempre se usan arcos parabólicos porque producen un cambio constante de la
pendiente.
Diseño en planta. Proyección sobre un plano horizontal de su eje real o espacial. Dicho
eje horizontal está constituido por una serie de tramos rectos denominados tangentes,
enlazados entre sí por trayectorias curvas.
Diseño en perfil. Proyección del eje real o espacial de la vía sobre una superficie vertical
paralela al mismo.
Línea de pendiente. 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, los
cortes y los terraplenes serían mínimos, razón por la cual también se le conoce con el
nombre de línea de ceros.
Pavimento. Conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales, que se diseñan
y construyen técnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados.
Estas estructuras estratificadas se apoyan sobre la Subrasante de una vía y deben resistir
adecuadamente los esfuerzos que la carga repetida del tránsito le transmite durante el
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 32
período para el cual fue diseñada la estructura y el efecto degradante de los agentes
climáticos.
Pavimento flexible. Tipo de pavimento constituido por una capa de rodadura bituminosa
apoyada generalmente sobre capas de material no ligado.
Peralte. Inclinación dada al perfil transversal de una carretera en los tramos en curva
horizontal para contrarrestar el efecto de la fuerza centrífuga que actúa sobre un vehículo
en movimiento. También contribuye al escurrimiento del agua lluvia.
Rasante. Es la proyección vertical del desarrollo del eje de la superficie de rodadura de la
vía.
Subrasante. Superficie especialmente acondicionada sobre la cual se apoya la estructura
del pavimento.
6. CONCLUSIONES
El proyecto de diseño geométrico vial corresponde a una longitud total de 2569.09
metros lineales, en un terreno montañoso según su topografía, se determinó una
velocidad de diseño de 60 Km/h según partiendo de la información de las tablas
de INVIAS, contiene cinco curvas.
El diagrama de peralte se diseñó con un peralte máximo del 8% por la geometría
de la vía.
El diseño del corredor se realizó tomando como premisas las recomendaciones
de los manuales INVIAS 2008, pero se debe tener en cuenta que al ser una
estructura particular ciertos criterios se adaptaron a la misma para optimizar los
factores de magnitud, seguridad y comodidad.
ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 33
7. BIBLIOGRAFÍA
• Ministerio de Transporte – Instituto Nacional de Vías. Manual de diseño
geométrico para carreteras. 2008.
• Cárdenas J. (2013). Diseño geométrico de carreteras.
• Ministerio de transporte- GUÍA PARA REALIZAR LA CATEGORIZACIÓN DE
LA RED VIAL NACIONAL

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  • 1. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO DE VIA Presentado por: Cabrales de la Peña Leonardo Garnica Díaz Oscar Pineda Quintero Sebastián Quicazaque Cubillos Natalia Rocha Joya David Romero González Yefry Presentado a: Ing. Octavio Augusto Salazar Universidad La Gran Colombia Facultad Ingeniería Civil Diseño Geométrico de Vías Bogotá D.C. Mayo de 2020
  • 2. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 2 TABLA DE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN.......................................................................................................3 2. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISENO GEOMETRICO................................................4 2.1. Objetivos ....................................................................................................................................4 2.2. Metodología...............................................................................................................................4 2.3. Aspecto Inherentes al Trazado...................................................................................................5 2.4. Recopilación de la información..................................................................................................6 3. CARACTERISTICAS GEOMETRICAS .....................................................................7 3.1. Parámetros de diseño ................................................................................................................8 3.2. Calzada .......................................................................................................................................9 3.3. Bermas .....................................................................................................................................10 3.4. Velocidades Especificas............................................................................................................11 3.4. Radios mínimos de curvatura...................................................................................................14 3.4. Velocidades Entre tangencia VETH.............................................................................................16 3.5. Cálculos Para Los Elementos De Una Curva.............................................................................18 3.5. Elementos de la Curva..............................................................................................................18 3.6. Pendiente longitudinal.............................................................................................................19 3.7. Peraltes.....................................................................................................................................20 4. CALCULO DE VOLUMENES..................................................................................25 4.1 TABLA INFORME DE VOLUMENES..........................................................................25
  • 3. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 3 5. GLOSARIO .............................................................................................................30 6. CONCLUSIONES....................................................................................................32 7. BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................................33 1. INTRODUCCIÓN El presente Proyecto tiene como finalidad la realización del diseño geométrico de una vía, correspondiente al tramo con una ubicación geométrica comprendida entre el punto de inicio con coordenadas Norte 9.779.257.723- Este 9.164.186.027 260.61 y el punto final del trazado con coordenadas Norte 9.798.793.876 - Este 9.162.907.113. Por lo tanto, de acuerdo a lo anterior una vez determinados los criterios de la topografía del lugar y la necesidad funcional u operacional, se planteará un diseño vial que deberá garantizar los estándares de seguridad, funcionamiento y de servicio, indicados en las especificaciones determinadas en la Norma Vial vigente en Colombia - Manual de Diseño Geométrico de Carreteras Invias. El diseño de una carretera se realiza con el fin de plantear una solución efectiva a la movilidad y el transporte de vehículos, sin poner en riesgo el hábitat de especies animales y vegetación propia de ese lugar por donde se plantea el diseño, evitando que los impactos y daños al ambiente sean altos. Para que las vías en el país no tengan ningún tipo de inconveniente en el diseño y desarrollo de las mismas el Gobierno Nacional por medio de su Ministerio de Tránsito y Transporte ha decidido establecer unos criterios y parámetros para tener una simetría en todos los proyectos que se realicen en el país, el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras 2008 del Instituto Nacional de Vías (INVIAS) es la norma que todo diseñador tiene que conocer y aplicar. Es por esta razón que, para el diseño geométrico realizado, se han seguido estrictamente cada uno de los lineamientos establecidos en el Manual anteriormente mencionados.
  • 4. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 4 2. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISENO GEOMETRICO 2.1. Objetivos  Determinar el trazado vial del tramo propuesto entre el punto de inicio con coordenadas Norte 9.779.257.723- Este 9.164.186.027 260.61 y el punto final del trazado con coordenadas Norte 9.798.793.876 - Este 9.162.907.113.  Desarrollo del trazado geométrico vial con un diseño óptimo desde el punto de vista técnico, económico, social, ambiental y de seguridad vial:  Desarrollar un diseño vial bajo el cumplimiento de las normas vigentes y documentos contractuales de los parámetros de Diseño. 2.2. Metodología La metodología planteada para desarrollar el trazado geométrico vial de manera óptima, se determinan los siguientes pasos, así:  Determinar el tipo de terreno sobre el cual se está trabajando.  Determinación de la Velocidad de Diseño a partir de la tipología del terreno y la categoría de la carretera.  Trazado de la Línea de Ceros y realizar el diseño preliminar del eje en planta con el respectivo ajuste de la línea de ceros y la velocidad del diseño del tramo homogéneo.  Determinar la longitud de los segmentos rectos entre las curvas, y asignación de velocidad especifica de las curvas horizontales, aginando VCH de la primera curva y VCH de las demás curvas de acuerdo con parámetros de la norma vigente.  Determinación del peralte que debe tener cada curva, en relación con el Radio R, con el objetivo de garantizar una circulación vial segura con respecto a la velocidad
  • 5. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 5 específica, entretangencia, bermas y demás elementos geométricos, con cada una de las especialidades del Proyecto, para obtención del trazo horizontal, vertical y transversal definitivo. 2.3. Aspecto Inherentes al Trazado a) Corredor vial: Los ejes de las calzadas contarán con los siguientes elementos:  Trazado en planta – perfil.  Diagrama de Peraltes.  Perfil del terreno y perfil de la vía.  Cartera de puntos de todo el alineamiento. b) Normatividad de Referencia: La normatividad de referencia, a partir de la cual se determinarán los parámetros que deberá cumplir el diseño geométrico y documentos contractuales de los parámetros de Diseño, son los siguientes:  Manual de diseño geométrico de carreteras – Instituto Nacional de vías INVIAS.  American Association of State Highway and Transportation Officials – AASHTO (Asociación Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y Transportes). c) Software de diseño: se realizó uso de las siguientes herramientas de diseño y calculo:  Software de diseño de ingeniería civil Autodesk Civil 3D®. d) Parámetros generales:  El tramo de estudio se localiza sobre K0+000 en el punto 1 (Norte 9.779.257.723- Este 9.164.186.027 260.61), hasta el punto 2 (Norte 9.798.793.876 - Este 9.162.907.113) el cual se encuentra en la abscisa K2+569.09.  El tipo de terreno que predomina en el tramo de estudio es montañoso debido a que predominan pendientes longitudinales entre el 6% y el 8%.  Categoría de la carretera: Primaria de una calzada.  Velocidad de diseño: 60 km/h
  • 6. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 6  Sección transversal típica normal: Calzada Bidireccional de 7.30 metros de ancho, bermas de 1.50 m. 2.4. Recopilación de la información Los siguientes documentos se utilizaron como base en el desarrollo del Proyecto • Estudio de Prefactibilidad del corredor • Topografía elaborada mediante sistema. • Topografía detallada para las zonas especiales. • Estudio topográfico. A partir de la topografía suministrada, se ubicaron las coordenadas asignadas, mediante lo cual se procede a determinar el tipo de terreno en el cual se encuentra ubicado el tramo de estudio. CALCULOS PARA EL PROCESO DE LA LINEA DE CERO: Para trazar una línea de pendiente sobre el plano se utiliza un compás, señalando puntos sobre las curvas de nivel que formen líneas de igual longitud, equivalente a la abertura del compás, que se calcula de la siguiente manera: Analizando unas curvas de nivel sencillas se puede apreciar que la línea que debe marcar el compás corresponde a la proyección horizontal de la línea que une los puntos A y B, es decir, la línea AC. A su vez, la proyección vertical (BC) corresponde a la inferencia de nivel entre los puntos A y B, o sea, la equidistancia entre las curvas de nivel. Por lo tanto, considerando que Tan(α) es la pendiente del posible “eje de la vía”, entonces la abertura del compás queda: 𝐴𝐶 = 𝐵𝐶 tan⁡ (𝛼) = 𝑎 = 𝐸𝑞𝑢𝑖𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑐𝑖𝑎⁡𝑑𝑒⁡𝑙𝑎𝑠⁡𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎𝑠⁡𝑑𝑒⁡𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒⁡𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎
  • 7. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 7 3. CARACTERISTICAS GEOMETRICAS Una vez estudiada la información suministrada y determinada anteriormente, se proceden a determinar los elementos implementados el diseño geométrico vial, con base en los parámetros exigidos por la Normativa Vigente y topografía del tramo objeto del presente estudio. Imagen 1. Sección transversal típica, pavimentada en recta. Fuente: Diseño geométrico de Carretera. El corredor vial se encuentra ubicado en un terreno de tipología montañosa, la categoría de la Carretera corresponde a Vía primaria de una calzada de en dos sentidos y le es asignada una velocidad de diseño V=60 km/h.
  • 8. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 8 3.1. Parámetros de diseño a) Velocidad de diseño: La velocidad de diseño depende de factores tales como la categoría asignada a la futura carretera, usos del suelo, homogeneidad a lo largo de la carretera y demás relaciones con factores económicos, medioambientales y financieros. A partir de estos factores, la velocidad de Proyecto corresponderá a la referencia mediante la cual se determinarán las características geométricas, con el fin de garantizar las máximas condiciones de seguridad y de comodidad posible a los usuarios, por lo tanto de acuerdo a la Norma citada, la velocidad se determina así: Tomado de Manual de Diseño Geométrico INVIAS el cual da esta definición en su glosario.
  • 9. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 9 3.2. Calzada Corresponde a la parte de la corona que se destina para la circulación de vehículos, es generalmente pavimentada o acondicionada con algún tipo de material de afirmado y pude constituirse por dos o más carriles. De acuerdo al tipo de Carretera y tipo de terreno previamente determinados, se adoptará el ancho recomendado de calzadas, recomendado por el manual de Diseño Geométrico INVIAS. así: El ancho del carril será : 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜⁡𝑑𝑒⁡𝑙𝑎⁡𝑐𝑎𝑙𝑧𝑎𝑑𝑎 2 = 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜⁡𝑑𝑒𝑙⁡𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙 7.3 2 = 3.65⁡𝑚⁡(𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜⁡𝑑𝑒𝑙⁡𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙)
  • 10. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 10 3.3. Bermas Las bermas corresponden a las fajas comprendidas entre los bordes de la calzada y la cuneta, tienen la función confinar lateralmente la superficie de la rodadura y dar protección al pavimento y a sus capas inferiores controlando la humedad y posibles erosiones. De acuerdo al tipo de Carretera y tipo de terreno previamente determinados, se adoptará el ancho 1.50 m, recomendado por el manual de Diseño Geométrico INVIAS. así:
  • 11. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 11 3.4. Velocidades Especificas Para determinar la Velocidad especifica a las curvas horizontales, Vch, se deben tener en cuenta lo siguientes parámetros: 1. La velocidad de diseño del tramo homogéneo, VTR, en que se encuentra la curva horizontal. 2. La velocidad específica asignada a la curva horizontal anterior. 3. La longitud del segmento recto anterior. 4. El ángulo de deflexión principal , de la curva analizada. Velocidad especifica curva No. 1 Grados Minutos Segundos Grados Minutos Segundos 25 50 0.96 Vtr Vtr Vtr+10 Vtr+20 60 60 70 80 Vtr +10 Vtr +10 Vtr+10 Vtr+20 70 70 70 80 Vtr +20 Vtr +20 Vtr+10 Vtr+20 80 80 70 80 CASO 1 4 5 L<=150 L>600 400<L=600 60 VELOCIDAD ESPECIFICA DE LA CURVA HORIZONTAL ANTERIOR VELOCIDADES ESPECIFICAS CURVA 1 VELOCIDAD DEL DISENO DEL TRAMO Vtr>50km/h LONGITUD DEL SEGMENTO ANTERIOR (218.48 m) <45° Vtr >=45° Vtr 150<L<=400 60 2 3 60 70 80 Vtr +10 Vtr +20 Vtr Vtr+10 80
  • 12. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 12 Velocidad especifica curva No. 2 Velocidad especifica curva No. 3 Velocidad especifica curva No. 4 Grados Minutos Segundos Grados Minutos Segundos 61 30 58.68 Vtr Vtr Vtr+10 Vtr+20 60 60 70 80 Vtr +10 Vtr +10 Vtr+10 Vtr+20 70 70 70 80 Vtr +20 Vtr +20 Vtr+10 Vtr+20 80 80 70 80 CASO 1 4 5 2 3 60 60 Vtr +10 Vtr 70 60 Vtr +20 Vtr+10 80 80 VELOCIDAD ESPECIFICA DE LA CURVA HORIZONTAL ANTERIOR L<=150 150<L<=400 400<L=600 L>600 <45° >=45° Vtr Vtr VELOCIDADES ESPECIFICAS CURVA 2 VELOCIDAD DEL DISENO DEL TRAMO Vtr>50km/h LONGITUD DEL SEGMENTO ANTERIOR (266.236 m) Grados Minutos Segundos Grados Minutos Segundos 93 58 35.04 Vtr Vtr Vtr+10 Vtr+20 60 60 70 80 Vtr +10 Vtr +10 Vtr+10 Vtr+20 70 70 70 80 Vtr +20 Vtr +20 Vtr+10 Vtr+20 80 80 70 80 CASO 1 4 5 80 80 2 3 Vtr Vtr 60 60 Vtr +10 Vtr 70 60 Vtr +20 Vtr+10 VELOCIDADES ESPECIFICAS CURVA 3 VELOCIDAD DEL DISENO DEL TRAMO Vtr>50km/h LONGITUD DEL SEGMENTO ANTERIOR (268.822 m) VELOCIDAD ESPECIFICA DE LA CURVA HORIZONTAL ANTERIOR L<=150 150<L<=400 400<L=600 L>600 <45° >=45° Grados Minutos Segundos Grados Minutos Segundos Vtr Vtr Vtr+10 Vtr+20 60 60 70 80 Vtr +10 Vtr +10 Vtr+10 Vtr+20 70 70 70 80 Vtr +20 Vtr +20 Vtr+10 Vtr+20 80 80 70 80 CASO 1 4 5 80 80 2 3 Vtr Vtr 60 60 Vtr +10 Vtr 70 60 Vtr +20 Vtr+10 VELOCIDADES ESPECIFICAS CURVA 4 VELOCIDAD DEL DISENO DEL TRAMO Vtr>50km/h LONGITUD DEL SEGMENTO ANTERIOR (116.937 m) VELOCIDAD ESPECIFICA DE LA CURVA HORIZONTAL ANTERIOR L<=150 150<L<=400 400<L=600 L>600 <45° >=45°
  • 13. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 13 Velocidad especifica curva No. 5. Grados Minutos Segundos Grados Minutos Segundos 55 29 34.8 Vtr Vtr Vtr+10 Vtr+20 60 60 70 80 Vtr +10 Vtr +10 Vtr+10 Vtr+20 70 70 70 80 Vtr +20 Vtr +20 Vtr+10 Vtr+20 80 80 70 80 CASO 1 4 5 80 80 2 3 Vtr Vtr 60 60 Vtr +10 Vtr 70 60 Vtr +20 Vtr+10 VELOCIDADES ESPECIFICAS CURVA 5 VELOCIDAD DEL DISENO DEL TRAMO Vtr>50km/h LONGITUD DEL SEGMENTO ANTERIOR (239.260 m) VELOCIDAD ESPECIFICA DE LA CURVA HORIZONTAL ANTERIOR L<=150 150<L<=400 400<L=600 L>600 <45° >=45°
  • 14. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 14 3.4. Radios mínimos de curvatura El Radio mínimo de curvatura solo deberá ser usado en aquellas situaciones, donde sea imposible la aplicación de radios mayores y se determina, así: • Donde emax en Colombia para carretera primarias y secundarias se establece como peralte máximo 8%. • Donde fmáx se determina por factores tales como el estado de la superficie de la rodadura, la velocidad del vehículo y las condiciones de la llanta. En la siguiente tabla se encuentran los Radios mínimo-absolutos, calculados para las respectivas velocidades específicas, los peraltes coeficientes de fricción.
  • 15. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 15 Radios Mínimos de cada curva: Radios de cada curva cada Civil 3D: Como se puede observar se garantiza cumplimiento con respecto de los radios mínimos requeridos. CURVA VCH CONSTANTE emáx Radio Minimo Calculado Radio minimo Redondeado 1 60 127 8% 113.4 113 2 60 127 8% 113.4 113 3 60 127 8% 113.4 113 4 60 127 8% 113.4 113 5 60 127 8% 113.4 113 FORMULA DE RADIOS MINIMOS EN FUNCIÓN DEL PERALTE Y LA FRICCIÓN
  • 16. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 16 3.4. Velocidades Entre tangencia VETH En vías de una calzada, un vehículo puede ingresar a la entretangencia saliendo de la curva horizontal localizada en un extremo, que tiene una determinada Velocidad Específica (VCH), ó saliendo de la curva localizada en el otro extremo, que también tiene su propia Velocidad Específica (VCH). Los vehículos van a circular por la entretangencia a la velocidad a la que salieron de la curva, por lo tanto la Velocidad Específica de la entretangencia horizontal (VETH) debe ser igual a la mayor de las dos Velocidades Específicas de las curvas horizontales extremas. Entretangencia y radios de cada curva:  Entre tangencia horizontal Si el alineamiento se hace con curvas circulares únicamente, la longitud de entre tangencia debe satisfacer la mayor de las condiciones dadas por la longitud de transición, de acuerdo con los valores de pendiente máxima para rampa de peraltes y por la distancia recorrida en un tiempo de 5 segundos (5s) a la menor de las Velocidades Específicas (VCH) de las curvas adyacentes a la entre tangencia en estudio.  Para curvas del mismo sentido En el diseño con curvas espirales la entre tangencia no puede ser menor a la distancia recorrida en un tiempo de 5 segundos (5 s) a la Velocidad Específica de la entre tangencia horizontal (VETH). Para diseños con curvas circulares, especialmente en terreno plano, la entre tangencia no puede ser menor al espacio recorrido en un tiempo no menor de quince segundos (15 s) a la Velocidad Específica de la entre tangencia horizontal (VETH).
  • 17. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 17 Entretangencia Mínima: Entretangencia Civil 3D: Como se puede observar se garantiza cumplimiento de las entre tangencias de acuerdo con la longitud mínima requerida. CURVA ADYACENTE A LA ENTRETANCIA VCH (km/h) VCH (m/s) t (s) Entretangencia minima (m) 1 60 16.667 5 83.33 2 60 16.667 5 83.33 3 60 16.667 5 83.33 4 60 16.667 5 83.33 5 60 16.667 5 83.33 ENTRETAGENCIA MINIMA
  • 18. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 18 3.5. Cálculos Para Los Elementos De Una Curva Para el cálculo de los elementos de curva se utilizan las siguientes ecuaciones: 3.5. Elementos de la Curva
  • 19. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 19 3.6. Pendiente longitudinal La pendiente longitudinal de la vía determina condiciones de operación y de drenaje de la vía, así como las características geométricas de las curvas verticales. En sectores donde las pendientes longitudinales sean muy bajas se implementará un valor de pendiente longitudinal mínima hasta del 0,50% dado que las condiciones de drenaje se ven dominadas por la pendiente transversal de la vía. Por otro lado, la pendiente longitudinal máxima se regirá de acuerdo con lo recomendado en el Manual de Diseño Geométrico del INVIAS – 1998 Tabla 3.4.1.
  • 20. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 20 3.7. Peraltes La pendiente transversal de la vía, denominada peralte, es una su funcionalidad es garantizar un fácil desplazamiento seguro de los vehículos sin peligros de deslizamientos, debido a que este se opone a la fuerza centrífuga que tiene a desequilibrar el vehículo hacia el exterior de la curva. De acuerdo con la velocidad específica y radio predeterminado, se determina el Peralte máximo, recomendado por el manual de Diseño Geométrico INVIAS. así: “En Colombia para carreteras primarias y secundarias se establece como peralte máximo emáx el 8%, el cual permite no incomodar a aquellos vehículos que viajan a velocidades menores, especialmente a los vehículos con centro de gravedad muy alto y a los vehículos articulados (tracto–camión con remolque) los cuales pueden tener un potencial de volcamiento de su carga al circular por curvas con peraltes muy altos”. 3.8. Bombeo Transversal Con respecto al bombeo transversal, se utilizará un valor del 2% para garantizar una evacuación rápida y eficaz de la precipitación directa sobre la vía por escorrentía hacia las cunetas.
  • 21. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 21 3.9. Pendiente Relativa De La Rampa De Peraltes (m) Se define la rampa de peraltes, como la diferencia relativa que existe entre la inclinación del eje longitudinal de la calzada y la inclinación del borde de la misma. 3.10. Tangentes Verticales Las tangentes en un plano vertical son caracterizadas por longitud y pendiente y se limitan por dos curvas sucesivas. La pendiente m de la tangente vertical es la relación entre el desnivel y la distancia horizontal entre dos puntos de la misma.
  • 22. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 22 La pendiente máxima se determina por el volumen de transito previsto a futuro o por la configuración del tipo de terreno y por la velocidad de diseño. TANGENTE VERTICAL No.1 m= (260.60-256.37) / 218.48)*100= -1.87 % 260.60 256.37 218.48 m
  • 23. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 23 TANGENTE VERTICAL No. 2 m= (259.85 – 255.46)/ 707)*100 = 0.62% 259.85 255.46 707 m TANGENTE VERTICAL No. 3 m= (273.20 – 264.40) / 183) * 100= 4.8 % 273.20 264.40 183 m TANGENTE VERTICAL #4 m= (274.96 - 270.75) / 113) * 100 = -3.7% 274.96 270.75 113 m
  • 24. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 24 Tangentes verticales Civil 3D: TANGENTE VERTICAL #5 m= (268.00 – 265.97) / 563) * 100 = -0.36 % 268.00 265.97 563
  • 25. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 25 4. CALCULO DE VOLUMENES 4.1 TABLA INFORME DE VOLUMENES imagen 1
  • 26. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 26 imagen 2
  • 27. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 27 imagen 3
  • 28. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 28 imagen 4
  • 29. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 29 Imagen 5
  • 30. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 30 Imagen 6 En las imágenes anteriores tenemos el cálculo de volúmenes de todo el corredor en estudio. 5. GLOSARIO A continuación, se presenta un glosario con términos que se utilizaran a lo largo del informe. Todos los términos presentados a continuación han sido extraídos directamente del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras 2008. Berma. Fajas comprendidas entre los bordes de la calzada y las cunetas. Sirven de confinamiento lateral de la superficie de rodadura, controlan la humedad y las posibles erosiones de la calzada. Calzada. Zona de la vía destinada a la circulación de vehículos. Generalmente pavimentada o acondicionada con algún tipo de material de afirmado.
  • 31. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 31 Carretera. Infraestructura del transporte cuya finalidad es permitir la circulación de vehículos en condiciones de continuidad en el espacio y el tiempo, con niveles adecuados de seguridad y de comodidad. Puede estar constituida por una o varias calzadas, uno o varios sentidos de circulación o uno o varios carriles en cada sentido, de acuerdo con las exigencias de la demanda de tránsito y la clasificación funcional de la misma. Carril. Parte de la calzada destinada al tránsito de una sola fila de vehículos. Curva horizontal. Trayectoria que une dos tangentes horizontales consecutivas. Puede estar constituida por un empalme básico o por la combinación de dos o más de ellos. Curva vertical. Curvas utilizadas para empalmar dos tramos de pendientes constantes determinadas, con el fin de suavizar la transición de una pendiente a otra en el movimiento vertical de los vehículos; permiten la seguridad, comodidad y la mejor apariencia de la vía. Casi siempre se usan arcos parabólicos porque producen un cambio constante de la pendiente. Diseño en planta. Proyección sobre un plano horizontal de su eje real o espacial. Dicho eje horizontal está constituido por una serie de tramos rectos denominados tangentes, enlazados entre sí por trayectorias curvas. Diseño en perfil. Proyección del eje real o espacial de la vía sobre una superficie vertical paralela al mismo. Línea de pendiente. 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, los cortes y los terraplenes serían mínimos, razón por la cual también se le conoce con el nombre de línea de ceros. Pavimento. Conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados. Estas estructuras estratificadas se apoyan sobre la Subrasante de una vía y deben resistir adecuadamente los esfuerzos que la carga repetida del tránsito le transmite durante el
  • 32. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 32 período para el cual fue diseñada la estructura y el efecto degradante de los agentes climáticos. Pavimento flexible. Tipo de pavimento constituido por una capa de rodadura bituminosa apoyada generalmente sobre capas de material no ligado. Peralte. Inclinación dada al perfil transversal de una carretera en los tramos en curva horizontal para contrarrestar el efecto de la fuerza centrífuga que actúa sobre un vehículo en movimiento. También contribuye al escurrimiento del agua lluvia. Rasante. Es la proyección vertical del desarrollo del eje de la superficie de rodadura de la vía. Subrasante. Superficie especialmente acondicionada sobre la cual se apoya la estructura del pavimento. 6. CONCLUSIONES El proyecto de diseño geométrico vial corresponde a una longitud total de 2569.09 metros lineales, en un terreno montañoso según su topografía, se determinó una velocidad de diseño de 60 Km/h según partiendo de la información de las tablas de INVIAS, contiene cinco curvas. El diagrama de peralte se diseñó con un peralte máximo del 8% por la geometría de la vía. El diseño del corredor se realizó tomando como premisas las recomendaciones de los manuales INVIAS 2008, pero se debe tener en cuenta que al ser una estructura particular ciertos criterios se adaptaron a la misma para optimizar los factores de magnitud, seguridad y comodidad.
  • 33. ESTUDIO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMETRICO 33 7. BIBLIOGRAFÍA • Ministerio de Transporte – Instituto Nacional de Vías. Manual de diseño geométrico para carreteras. 2008. • Cárdenas J. (2013). Diseño geométrico de carreteras. • Ministerio de transporte- GUÍA PARA REALIZAR LA CATEGORIZACIÓN DE LA RED VIAL NACIONAL