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UNIVERSIDAD NACIONAL
EXPERIMENTAL
FRANCISCO DE MIRANDA
AREA DE TECNOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE VIALIDAD
PROYECTO VIAL
I
PROFESOR : ING. ISAUL DIAZ
Generalidades
Pendientes
Perfil longitudinal
Curvas verticales. Curvas verticales simétricas y
asimétricas
UN PERFIL
LONGITUDINAL
La longitud
de la vía
Las alturas
respectivas de sus
puntos
En este perfil se aprecian , al igual que en los alineamientos horizontal, una
serie de tramos rectos que deben ser empalmados por curvas verticales que
permitan una transición suave, que resulte cómoda y segura entre las
pendientes rectas.
EL ALINEAMIENTO VERTICAL es la proyección del eje de la vía sobre un
plano vertical y esta constituido por rectas y curvas verticales.
La ubicación del eje de referencia en
una secc. Transversal, depende del
tipo de vía:
1.-En vías sin divisoria, o con divisoria de barrera angosta, (Igual o menor a
3 m), la rasante se ubica en el eje de simetría de la sección,
que generalmente es el eje que define el alineamiento horizontal.
En carretera con divisorias de barrera anchas, la rasante se ubica en el
borde de cada calzada más próximo a la divisoria.
En vías y rampas de un solo sentido de circulación, es recomendable
ubicar la rasante en el borde izquierdo de la calzada,
correlativo al sentido de la circulación.
Las
tangentes
verticales.
“tv”
Se caracterizan por su longitud y su pendiente y
están limitadas por dos curvas sucesivas. La longitud
de una tangente vertical es la distancia medida
horizontalmente entre el fin de la curva anterior
y el principio de la siguiente.
La
pendiente
“m”
de la tangente vertical es la relación entre el desnivel
y la distancia horizontal entre dos puntos de la misma.
Es la tangente del
ángulo que forma con la
horizontal. Se expresa
en %
Según el sentido creciente de las progresivas,
las pendientes adopta un signo.
Tema 3 Alineamiento Vertical
Debido a que existe una estrecha vinculación entre la pendiente y la recta,
deben tratarse de forma conjunta.
Al subir una cuesta,
todo vehículo debe
realizar un esfuerzo
mayor que cuando
circula por una
pendiente horizontal.
El mayor esfuerzo
está en proporción
a su relación
peso/potencia.
Cuando un vehículo entra
A una pendiente +,
Este empieza a perder
velocidad.
Cuando un vehículo
de carga entra en
una pendiente
positiva, empieza a
perder velocidad.
Esta pérdida
progresiva está en
relación con la
longitud y la
magnitud de dicha
pendiente.
Efectos que produce la perdida
de velocidad de un vehículo
pesado en una cuesta
Aumenta los costos de
operación, al aumentar los
tiempos de viaje e incrementa
el consumo de combustibles.
Afecta desfavorablemente el
nivel de servicio de la vía, al
obligar a los vehículos livianos a
disminuir su velocidad de
operación y a intentar
numerosas maniobras de
adelantamiento, no siempre
posibles.
Se considera que una disminución de la velocidad de los
vehículos pesados de hasta 25 kph, con respecto a la
velocidad con la que dichos vehículos entran en la cuesta,
es tolerada por los conductores de vehículos livianos.
Las investigaciones de AASHTO, una reducción de velocidad de 25 kph.
Produce 2,5 veces más accidentes que una reducción de sólo 15 kph.
Por lo expuesto, se recomienda usar reducciones de velocidad
menores de 25 kph, cuando no represente un costo excesivo en
la construcción de la vía.
La distancia recorrida para
que esa disminución tenga lugar,
se denomina longitud crítica para
una determinada pendiente.
PENDIENTES MÁXIMAS
Las pendientes máximas
admisibles en una carretera,
dependen de la velocidad de
diseño, de la composición del
tránsito y del tipo de terreno
atravesado. De acuerdo al tipo
de terreno, las pendientes
máximas recomendables son
las siguientes:
El límite inferior de los rangos de pendiente
anotados, debe usarse preferentemente en
autopistas y vías expresas. El límite superior
debe usarse solamente en vías secundarias.
PENDIENTES MÍNIMAS
Las pendientes mínimas que pueden utilizarse, dependen de las facilidades
del drenaje superficial de la calzada.
En terrenos muy llanos, con carreteras en terraplén, sin cunetas o
brocales laterales, la pendiente puede ser nula, cuando la calzada tiene un
bombeo adecuado. Sin embargo, cuando en este tipo de vía las curvas son
peraltadas, la transición del peralte crea en la semicalzada exterior un punto
de pendiente transversal nula, en el cual el agua no fluye. En dichos puntos,
la pendiente longitudinal debe ser por lo menos de 0,25% preferiblemente
de 0,5%.
En sectores como trincheras como las cunetas tienen la misma
pendiente que la vía, la pendiente mínima debe ser 0,5%, para que puedan
escurrir bien las aguas por ellas. Cuando las cunetas son de tierra o con
enrocado, la pendiente mínima debe estar entre 0,5% y 1%.
PERFIL LONGITUDINAL
Un perfil longitudinal es un perfil topográfico a lo largo del eje de la
planta, y por tanto, es la intersección de la superficie topográfica con el
plano vertical que contiene al eje de la planta.
se utiliza para proyectar el alzado de la carretera.
Se puede obtener a partir de la cartografía base (que tendrá curvas de
nivel), pero lo más preciso es obtenerlo después de realizar el replanteo
del eje de la carretera.
Esta compuesto por ejes cartesianos: en el eje X, las distancias
reducidas, que son desarrollos desde el origen (punto kilométrico cero) y
en el eje Y las cotas.
utilizan diferentes escalas para el eje X y el eje Y: es muy normal que se
exageren las cotas 10 veces. Esto se hace para mejorar la percepción del
relieve.
Tema 3 Alineamiento Vertical
CURVAS VERTICALES
Para enlazar las pendientes de un perfil longitudinal se utilizan curvas
verticales, que son arcos de la parábola cuadrada de la forma general.
y = ax2 + b.
CURVAS VERTICALES SIMÉTRICAS
Con el objeto de facilitar el uso de estas normas (Normas para el Proyecto de
Carreteras. MTC 1997), se incluyen las expresiones más comunes, relativas al
cálculo de las cotas de rasante en las curvas verticales
Para estos cálculos, se adoptan las siguientes convenciones:
1.- En el perfil longitudinal, todas las distancias se miden horizontalmente
2.- Según el sentido de las progresivas, las pendientes que suben son
positivas y las pendientes que bajan son negativas
3.- La ordenada media m equivale al semidiámetro del arco de parábola que
se está usando, y se calcula por medio de la expresión:
4.- Las cotas de rasante, se calculan mediante la expresión general
Esta expresión es válida para cualquier punto de la parábola consi-
derada. Por lo tanto, para que las cotas resultantes estén en la curva vertical
considerada, la abscisa (x) debe estar en el rango deter-minado por 0 < x < L.
Las cotas de rasante de la curva vertical pueden calcularse desde su
comienzo (Según el sentido de las progresivas). Pueden también calcularse desde
el final, con la pendiente S2 cambiada de signo.
CURVAS VERTICALES ASIMÉTRICAS
No existe una curva vertical asimétrica propiamente. Lo que a veces se utiliza, por
razones geométricas, son 2 arcos de parábola consecutivos, que tienen una
tangente común en el punto donde la vertical desde el vértice corta ambos arcos (En
el punto M del croquis). Tienen diferentes longitudes. En carreteras, su uso no es
práctica usual. Se utiliza en intersecciones y distribuidores. No obstante, se
recomienda sustituirla, siempre que sea posible, por una sola parábola.
Para el cálculo de sus diferentes elementos, se aplican también las
convenciones adoptadas anteriormente.
1.- Pendiente de la tangente común
2.- Ordenada media común
3.- Cotas de rasante
Las cotas de rasante se calculan separadamente para cada arco
de parábola:
LONGITUD MÍNIMA EN CURVAS VERTICALES
Cuando la diferencia de pendientes es igual o menor a 1%, no es necesario
enlazarlas con una curva vertical.
Cuando la diferencia de pendientes es mayor a 1%, la longitud mínima de
las curvas verticales se establece según el criterio siguiente
L = 0,60V
En el cual L está en metros y V es la velocidad de diseño en kph. Los
valores resultantes se redondean por exceso a un múltiplo de 10 m, con lo cual
resultan las siguientes longitudes mínimas:
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Tema 3 Alineamiento Vertical

  • 1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA AREA DE TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE VIALIDAD PROYECTO VIAL I PROFESOR : ING. ISAUL DIAZ
  • 3. UN PERFIL LONGITUDINAL La longitud de la vía Las alturas respectivas de sus puntos En este perfil se aprecian , al igual que en los alineamientos horizontal, una serie de tramos rectos que deben ser empalmados por curvas verticales que permitan una transición suave, que resulte cómoda y segura entre las pendientes rectas. EL ALINEAMIENTO VERTICAL es la proyección del eje de la vía sobre un plano vertical y esta constituido por rectas y curvas verticales.
  • 4. La ubicación del eje de referencia en una secc. Transversal, depende del tipo de vía: 1.-En vías sin divisoria, o con divisoria de barrera angosta, (Igual o menor a 3 m), la rasante se ubica en el eje de simetría de la sección, que generalmente es el eje que define el alineamiento horizontal.
  • 5. En carretera con divisorias de barrera anchas, la rasante se ubica en el borde de cada calzada más próximo a la divisoria.
  • 6. En vías y rampas de un solo sentido de circulación, es recomendable ubicar la rasante en el borde izquierdo de la calzada, correlativo al sentido de la circulación.
  • 7. Las tangentes verticales. “tv” Se caracterizan por su longitud y su pendiente y están limitadas por dos curvas sucesivas. La longitud de una tangente vertical es la distancia medida horizontalmente entre el fin de la curva anterior y el principio de la siguiente. La pendiente “m” de la tangente vertical es la relación entre el desnivel y la distancia horizontal entre dos puntos de la misma.
  • 8. Es la tangente del ángulo que forma con la horizontal. Se expresa en % Según el sentido creciente de las progresivas, las pendientes adopta un signo.
  • 10. Debido a que existe una estrecha vinculación entre la pendiente y la recta, deben tratarse de forma conjunta. Al subir una cuesta, todo vehículo debe realizar un esfuerzo mayor que cuando circula por una pendiente horizontal. El mayor esfuerzo está en proporción a su relación peso/potencia. Cuando un vehículo entra A una pendiente +, Este empieza a perder velocidad. Cuando un vehículo de carga entra en una pendiente positiva, empieza a perder velocidad. Esta pérdida progresiva está en relación con la longitud y la magnitud de dicha pendiente.
  • 11. Efectos que produce la perdida de velocidad de un vehículo pesado en una cuesta Aumenta los costos de operación, al aumentar los tiempos de viaje e incrementa el consumo de combustibles. Afecta desfavorablemente el nivel de servicio de la vía, al obligar a los vehículos livianos a disminuir su velocidad de operación y a intentar numerosas maniobras de adelantamiento, no siempre posibles.
  • 12. Se considera que una disminución de la velocidad de los vehículos pesados de hasta 25 kph, con respecto a la velocidad con la que dichos vehículos entran en la cuesta, es tolerada por los conductores de vehículos livianos. Las investigaciones de AASHTO, una reducción de velocidad de 25 kph. Produce 2,5 veces más accidentes que una reducción de sólo 15 kph. Por lo expuesto, se recomienda usar reducciones de velocidad menores de 25 kph, cuando no represente un costo excesivo en la construcción de la vía.
  • 13. La distancia recorrida para que esa disminución tenga lugar, se denomina longitud crítica para una determinada pendiente.
  • 14. PENDIENTES MÁXIMAS Las pendientes máximas admisibles en una carretera, dependen de la velocidad de diseño, de la composición del tránsito y del tipo de terreno atravesado. De acuerdo al tipo de terreno, las pendientes máximas recomendables son las siguientes: El límite inferior de los rangos de pendiente anotados, debe usarse preferentemente en autopistas y vías expresas. El límite superior debe usarse solamente en vías secundarias.
  • 15. PENDIENTES MÍNIMAS Las pendientes mínimas que pueden utilizarse, dependen de las facilidades del drenaje superficial de la calzada. En terrenos muy llanos, con carreteras en terraplén, sin cunetas o brocales laterales, la pendiente puede ser nula, cuando la calzada tiene un bombeo adecuado. Sin embargo, cuando en este tipo de vía las curvas son peraltadas, la transición del peralte crea en la semicalzada exterior un punto de pendiente transversal nula, en el cual el agua no fluye. En dichos puntos, la pendiente longitudinal debe ser por lo menos de 0,25% preferiblemente de 0,5%. En sectores como trincheras como las cunetas tienen la misma pendiente que la vía, la pendiente mínima debe ser 0,5%, para que puedan escurrir bien las aguas por ellas. Cuando las cunetas son de tierra o con enrocado, la pendiente mínima debe estar entre 0,5% y 1%.
  • 16. PERFIL LONGITUDINAL Un perfil longitudinal es un perfil topográfico a lo largo del eje de la planta, y por tanto, es la intersección de la superficie topográfica con el plano vertical que contiene al eje de la planta. se utiliza para proyectar el alzado de la carretera. Se puede obtener a partir de la cartografía base (que tendrá curvas de nivel), pero lo más preciso es obtenerlo después de realizar el replanteo del eje de la carretera. Esta compuesto por ejes cartesianos: en el eje X, las distancias reducidas, que son desarrollos desde el origen (punto kilométrico cero) y en el eje Y las cotas. utilizan diferentes escalas para el eje X y el eje Y: es muy normal que se exageren las cotas 10 veces. Esto se hace para mejorar la percepción del relieve.
  • 18. CURVAS VERTICALES Para enlazar las pendientes de un perfil longitudinal se utilizan curvas verticales, que son arcos de la parábola cuadrada de la forma general. y = ax2 + b. CURVAS VERTICALES SIMÉTRICAS Con el objeto de facilitar el uso de estas normas (Normas para el Proyecto de Carreteras. MTC 1997), se incluyen las expresiones más comunes, relativas al cálculo de las cotas de rasante en las curvas verticales
  • 19. Para estos cálculos, se adoptan las siguientes convenciones: 1.- En el perfil longitudinal, todas las distancias se miden horizontalmente 2.- Según el sentido de las progresivas, las pendientes que suben son positivas y las pendientes que bajan son negativas 3.- La ordenada media m equivale al semidiámetro del arco de parábola que se está usando, y se calcula por medio de la expresión: 4.- Las cotas de rasante, se calculan mediante la expresión general Esta expresión es válida para cualquier punto de la parábola consi- derada. Por lo tanto, para que las cotas resultantes estén en la curva vertical considerada, la abscisa (x) debe estar en el rango deter-minado por 0 < x < L. Las cotas de rasante de la curva vertical pueden calcularse desde su comienzo (Según el sentido de las progresivas). Pueden también calcularse desde el final, con la pendiente S2 cambiada de signo.
  • 20. CURVAS VERTICALES ASIMÉTRICAS No existe una curva vertical asimétrica propiamente. Lo que a veces se utiliza, por razones geométricas, son 2 arcos de parábola consecutivos, que tienen una tangente común en el punto donde la vertical desde el vértice corta ambos arcos (En el punto M del croquis). Tienen diferentes longitudes. En carreteras, su uso no es práctica usual. Se utiliza en intersecciones y distribuidores. No obstante, se recomienda sustituirla, siempre que sea posible, por una sola parábola.
  • 21. Para el cálculo de sus diferentes elementos, se aplican también las convenciones adoptadas anteriormente. 1.- Pendiente de la tangente común 2.- Ordenada media común 3.- Cotas de rasante Las cotas de rasante se calculan separadamente para cada arco de parábola:
  • 22. LONGITUD MÍNIMA EN CURVAS VERTICALES Cuando la diferencia de pendientes es igual o menor a 1%, no es necesario enlazarlas con una curva vertical. Cuando la diferencia de pendientes es mayor a 1%, la longitud mínima de las curvas verticales se establece según el criterio siguiente L = 0,60V En el cual L está en metros y V es la velocidad de diseño en kph. Los valores resultantes se redondean por exceso a un múltiplo de 10 m, con lo cual resultan las siguientes longitudes mínimas:
  • 23. GRACIAS POR SU ATENCION