CARRETERA TM - A

1. M INISTERIO DE TRANSPORTES, COM UNICACIONES,
VIVIENDA Y CONSTRUCCION - PERT
VOLUMEN Nº 02
TRAMO 1.1: Tingo María - Puente Pumahuasi Abril/2002
5. TOPOGRAFÍA, TRAZO Y DISEÑO GEOMÉTRICO

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5. TOPOGRAFÍA, TRAZO Y DISEÑO GEOMÉTRICO
5.1 GENERALIDADES
Este estudio tiene como objetivo la rehabilitación y mejoramiento de la carretera
existente entre Tingo María y Puente Pumahausi, por tal motivo se trató de utilizar
al máximo posible el alineamiento actual.
La información que se presenta se refiere al levantamiento topográfico que fue
necesario realizar para materializar el eje en el campo, la nivelación del eje, el
levantamiento de alcantarillas; además del diseño vial. Se considera la
metodología empleada y los resultados obtenidos. En el Anexo No. 4, Trazo y
Diseño Vial se adjuntan los cálculos definitivos de las poligonales de amarre del
eje, la nivelación geométrica del eje, las tablas de elementos obtenidas en la
etapa de diseño geométrico y el cálculo de la rasante.
En el volumen No. 5 se presentan los planos respectivos .
5.2 SISTEMA DE COORDENADAS
Para el trazado y todos los levantamientos topográficos se utilizaron los mojones
de la poligonal base transformando las coordenadas UTM a coordenadas
topográficas con origen en PB1 (Poligonal Básica – Punto1), utilizando el factor
UTM combinado, obtenido mediante el software SKI. Se hizo esta transformación
para que durante construcción no se presenten dificultades al replantear cualquier
obra o tramo de carretera, ya que durante esa etapa se medirán distancias reales
y no distancias UTM.
Se debe tener en cuenta que en el sistema de coordenadas UTM, las distancias
son más cortas que las reales ya que están afectadas por un factor que depende
del sitio donde se encuentra, por lo tanto se debe ser muy cuidadoso al usar el
sistema UTM para levantamientos, ya que se pueden presentar dificultades
durante construcción, por desconocimiento del sistema.
Se hicieron 23 poligonales de amarre, que van entre cada par de PB (Poligonal
Básica) y se han obtenido que la mayoría de las poligonales cerraron con
precisiones entre 1:10 000 y 1: 20 000, cierres angulares o en azimut que están
dentro de las precisiones aceptables para este tipo de trabajo.

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5.3 METODOLOGÍA DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO Y
DISEÑO GEOMÉTRICO
La metodología para el levantamiento topográfico está basada en la interacción
entre localización directa, diseño preliminar con restituciones y replanteo. Para
ello se siguieron los siguientes pasos:
 Inicialmente mediante localización directa se colocaron los puntos de inflexión
o PIS tratando de aprovechar al máximo posible la vía existente y mejorando el
alineamiento donde la zona y la topografía lo permitían.
 Se procedió luego a la lectura de los ángulos y distancias de la poligonal de los
PIS puestos inicialmente, mediante el empleo de estación total con libreta
electrónica. En este paso se obtuvo la poligonal de amarre del eje de la vía.
Esta poligonal se hizo con base en las coordenadas topográficas del sistema
de la poligonal Base ( PBs y su señal de azimut).
 Mediante el empleo del programa InRoads y las restituciones
aerofotogramétricas, se determinó la geometría definitiva del eje ajustando los
PIS localizados inicialmente y estableciendo los radios de las curvas, de tal
modo que se acomodaran al máximo posible al alineamiento existente y que a
la vez se cumpliese los criterios de diseño establecidos para el proyecto de
acuerdo con la velocidad directriz. Durante esta etapa se obtuvieron los
cuadros de elementos de cada PI para ser utilizadas en la siguiente etapa, que
es el replanteo del eje.
 Sigue la etapa de replanteo, para ello se utilizó los cuadros de elementos (la
geometría del eje) obtenidos en la etapa anterior. Con esta información se
obtuvieron las coordenadas de todas las progresivas cada 20 m en tangente y
cada 10 m en curva para el estacado en el campo. También, para el replanteo
se utilizaron las coordenadas topográficas de las poligonales de amarre entre
cada par de PB.
 Se procedió a la nivelación del eje mediante el empleo de nivel de precisión y
mira. La nivelación del eje se hizo partiendo de un BM y cerrando en el
siguiente. Los BMs, se construyeron en mojones de concreto y se nivelaron en
la etapa del control terrestre del vuelo aéreo.
 Además, se tomó la información de los detalles de bordes de vía, cunetas,
alcantarillas, topografías especiales para puentes mediante el empleo de
estación total.

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 Una vez obtenida la información de la nivelación, con la que se obtuvo el perfil,
y considerando los criterios geotécnicos para la vía, se diseñó la rasante
definitiva.
 Luego se procedió a referenciar el eje mediante cuatro mojones de concreto
ubicados por fuera de la zona de explanación.
5.4 DISEÑO GEOMÉTRICO
La ejecución de los diseños se realizó teniendo en cuenta el Manual de Diseño
Geométrico de Carreteras- DG-1999, aprobado en el 2000, y A Policy Geometric
Design of Highways and Streets 1994. AASHTO.
5.4.1 Criterios de diseño. La definición de los criterios de diseño para la
ejecución del diseño geométrico está correlacionada con la velocidad de diseño.
Se definió la velocidad de diseño para los diferentes tramos de la vía. En la tabla
5.1 se presentan los criterios de diseño para cada tramo.
El trazado se hizo siguiendo los criterios de diseño adoptados en la tabla 5.1 y
tratando de utilizar al máximo la carretera existente. En la tabla 5.1, se muestran
los radios mínimos adoptados para cada velocidad, igualmente la espiral mínima,
la cual es la longitud de rampa mínima para hacer el desarrollo del peralte de
acuerdo con la velocidad.
Para el diseño geométrico se interactuó con el campo, combinando
levantamiento directo y diseño preliminar para luego replantear el eje y proceder
luego de localizado, al diseño definitivo; tal como se explicó en la metodología.
La información planimétrica y altimétrica que proporcionan las restituciones en
coordenadas UTM, se transformaron al sistema cartesiano o topográfico con
origen en PB1, con el fin de tener un diseño fácil de localizar en la etapa
constructiva.

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Tabla 5.1
Criterios de Diseño Geométrico
Nº PARÁMETRO UND. CRITERIO DE
DISEÑO
(A) (B)
1 Velocidad km/h 60.0 45.0
2 Ancho De Banca m * 12.6 * 11.0
3 Ancho De Berma m ** 1.2
4 Radio Mínimo Normal m 135.0 75.0
5 Radio Mínimo Excepcional m 115.0 60.0
6 Longitud Mínima De La Espiral
A. Radio Mínimo Normal
B. Radio Mínimo Excepcional m
36.0
60.0
32.0
51.0
7 Sobreancho
a. Radio Mínimo Normal
b. Radio Mínimo Excepcional
m
m
1.0
0.9
1.2
1.5
8 Pendiente Máxima Normal % 7.0 7.0
9 Longitud Mínima De Curva Vertical m 100.0 80.0
10 Ancho De Calzada m 6.6 6.6
11 Bombeo De La Calzada % 2.0 2.0
12 Peralte
A. Máximo
B. Máximo Excepcional
%
%
6.0
--
6.0
10.0
13 Talud De Relleno
A. Altura Menor A 3 M
B. Altura Mayor A 3 M
--
--
1.5H:IV
2H:IV
1.5H:IV
2H:IV
14 Talud De Corte -- *** ***
A: Km 0+000 – Km 11+500
B: Km 11+500 – Km 15+200
* Se Estima Ancho De Cuneta De 1.0 M
** Variable Entre 1.2 M Y 2.0 M
*** Los Taludes Se Deben Consultar En El Anexo Geotécnico.

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5.4.2 Descripción del trazado. El tramo en estudio se inicia en el
km 0+000 en la intersección del Jr. Julio Burga y Av. Raymondi y termina en el km
15+200, después de cruzar el Puente Pumahuasi.
Desde Tingo María hasta el km 11+500, antes del ascenso a la garganta del
diablo, el eje se ubica sobre un terreno plano a ondulado, la carretera presenta
pendientes longitudinales suaves que no superan el 5%, sin embargo presenta
tramos cortos en ascenso y descenso (forma de columpio). en cuanto a la
geometría horizontal, los radios en este sector son amplios, en general, mayores
de 135 m, buenas distancias de visibilidad y una mayor velocidad de operación.
en este sector los radios cumplen para la velocidad de diseño de 60 km/h, ya que
este tramo por su topografía permite esta velocidad.
A Partir de la Garganta del Diablo hasta el Puente Pumahuasi, la vía atraviesa
una topografía entre ondulada a montañosa, con pendiente de ascenso que
alcanzan en algunos trayectos cortos más del 7%, pero sin llegar al máximo
excepcional del 8%. Para este sector, se utilizó una velocidad directriz de
45 km/h, que permite utilizar un radio mínimo normal de 75 m y excepcional de 60
m.
En general, el alineamiento horizontal cumple las especificaciones para una
velocidad directriz de 60 km/h en los primero 11 km y de 45 km/h en los 4.20 km
restantes,
Para establecer los taludes de corte y relleno se hizo análisis de estabilidad, que
se presenta en el Anexo Geotécnico.
5.4.3 Secciones Transversales. Las secciones transversales definidas para
el diseño de la carretera Tingo María – Aguaytía, tramo 1.1:Tingo María – Puente
Pumahuasi se establecieron con base en los criterios de diseño y considerando
las características actuales de los diferentes tramos en que se dividió la misma.
En el plano TM-PTECH-ST-001 se muestran las secciones típicas utilizadas para
el diseño vial de este tramo.
En las zonas urbanas donde el espacio sea una limitante, se utilizó la sección
típica con vereda, con el fin de tener un sitio por donde puedan circular los
habitantes de los poblados atravesados por la vía. El paso por la zonas urbanas
no es tan crítico porque realmente no se ingresa a la plaza de armas de ningún
centro poblado y se trata de caseríos pequeños.
La berma también es asfaltada para que la vía tenga continuidad con la carretera
central, ya que en ésta está asfaltada en toda su longitud desde Lima hasta Tingo
María. Además, para que sea utilizada por los ciclistas, peatones, mototaxis, que
circulan por la vía.

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5.5 REPLANTEO DEL EJE DURANTE CONSTRUCCIÓN
Para el replanteo del eje en la etapa constructiva se debe utilizar la siguiente
información:
 Los mojones de concreto de la Poligonal Base (PBs) y su respectiva señal de
azimut (PBAs), utilizando las coordenadas topográficas.
 Las referencias de los PIS, en mojones de concreto, mostradas en los planos
de Planta - Perfil. A partir de la intersección de las líneas de las referencias,
se replantea el PI.
 Los cuadros de elementos, para cada tramo de poligonal entre PBs. Debido
a que no es posible localizar con cero error, se debe utilizar la tabla para
cada tramo, y localizar siempre en el avance del estacado, ya que si se hace
de un PB hacia atrás, contrario al avance de las progresivas, se tiene un
punto, que es diferente en unos cms, al obtenido en este diseño.
 La información de cota y ubicación de los BMs, se utiliza para el replanteo en
alzado.
5.6 DESVÍO A AUCAYACU
Es una solución a nivel en la cual se tiene un óvalo circular de 30 m de radio. Esta
alternativa utiliza la zona actual del intercambio y parte de unos terrenos
localizados a la derecha del lazo Aucayacu- Tingo María.
En esta alternativa todas las maniobras deben ser procesadas mediante el óvalo,
el cual permite todas las maniobras con facilidad. Además, el flujo es ordenado y
continuo lo cual permite una uniformidad de operación.
Esta alternativa presenta ventajas adicionales como la de que los accidentes son
leves, lo cual da seguridad a la operación y la isla central sembrada de plantas
florales es ornamental. Además, que esta alternativa reserva tierras para un
futuro, cuando entre a funcionar la marginal de la selva y se requiera una solución
de mayor capacidad.
Capacidad. Para la glorieta propuesta se tiene una capacidad aproximada de:
QP= 160*10.31*(1+6.60/10.31)/(1+10.31/12)
Qp =1455 veh/h
Ver plano TM-PTECH-IN-002.

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