Curso de diseñovial i

DISEÑO VIAL I DR. ING. RAUL PUMARICRA PADILLA

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ALINEAMIENTO Es la unión de la mayor cantidad de puntos de la línea de gradiente mediante líneas rectas y cuyos cambios de dirección serán enlazados con curvas horizontales. Se deberá mantener las distancias de tramos en tangente tanto en curvas reversas consecutivas, indicadas en la tabla 402.01 del manual de DG-2001.

TABLA 402.01

LONGITUD DE TRAMOS EN TANGENTE

Vd(Km/h) Lmin.s (m) Lmin.o(m) Lmáx(m)

30 42 84 500

40 56 111 668

50 69 139 835

60 83 167 1002

70 97 194 1169

80 111 222 1336

Lmin.s (m)=Longitud mínima (m)para curvas en S

Lmin.o(m)= Longitud mínima(m) para curvas en el mismo sentido

Lmáx(m)= Longitud máxima en(m.)


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6,1 CURVAS HORIZONTALES.

Permiten la unión entre dos alineamientos de diferente sentido. En una vía de primer orden se recomienda emplear no más de cuatro curvas horizontales en 1 Km. Debe evitarse pasar de una zona de curvas de gran radio a otras de radio marcadamente menores. Deberá pasarse en forma gradual.

6.1.1 ELEMENTOS DE UNA CURVA HORIZONTAL

ANGULOS DE DEFLEXIÓN:

Es el ángulo en sentido horario formado entre la proyección del primer

alineamiento con el siguiente alineamiento. Se determina formando un

triángulo rectángulo o con el transportador.

Se pueden calcular

Tan =( 34 / 33 ) = 45º51’18.35”

34m.

33m.


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Radio: Deberá ser mayor o igual al mínimo (tabla 402.01g), y se puede determinar

usando plantillas de círculos o calculando el valor de la externa.


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FORMULAS USUALES:

T = R tan (/2)

PC = PI - T

LC = ( )/180

PT = PC + LC E = R (Sec (/2) – 1 )


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TABLA 402.01g

RADIOS MÍNIMOS Y PERALTES MÁXIMOS PARA DISEÑO DE CARRETERAS.

Ubicación de la Vía Velocidad de

diseño (Kph) Þ máx. ƒ máx.

Radio

calculado(m)

Radio

Redondeado(m)

Área Urbana

(Alta

Velocidad)

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

0,17

0,17

0,16

0,15

0,14

0,14

0,13

0,12

0,11

0,19

0,08

0,07

0,06

33,7

60,0

98,4

149,2

214,3

280,0

375,2

835,2

1108,9

872,2

1108,9

1403,0

1771,7

35

60

100

150

215

280

375

495

635

875

1110

1405

1775

Área Rural

(con peligro

de Hielo)

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

0,17

0,17

0,16

0,15

0,14

0,14

0,13

0,12

0,11

0,09

0,08

0,07

0,09

30,8

54,8

89,5

135,0

192,9

252,9

437,4

560,4

755,9

950,5

1187,2

1476,4

755,9

30

55

90

135

195

255

335

440

560

755

950

1190

1480

Area Rural

(Tipo 1,2

ó 3)

30

40

50

60

70

80

90

100

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

0,17

0,17

0,16

0,15

0,14

0,14

0,13

0,12

28,3

50,4

82,0

123,2

175,4

229,1

303,7

393,7

30

50

85

125

175

230

305

395


6

110

120

130

140

150

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

0,11

0,09

0,08

0,07

0,06

501,5

667,0

831,7

1028,9

1265,5

505

670

835

1030

1265

6.1.2 APLICACIÓN

Pto R

m.

Lc

m.

T

m.

PI

m.

PI – T

m.

Pc + Lc Pc PT

1 45º56’21.09” 50 40.09 21.19 153 131.81 171.90 12+11.81 16+11.90

2 25º24’27.79” 100 44.34 22.54 365.71 343.17 387.51 34+3.17 38+7.51

3 108º26’5.82” 100 189.25 138.74 885.97

747.23 936.48 74+7.23 92+16.48

Dist. PI2PT1= 193.81


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6.1.3 REPLANTEO DE CURVAS CIRCULARES HORIZONTALES USANDO EL

METODO DE DEFLEXIONES.

Curva #1 :

a) Cuadro de los elementos de la curva:

Curva Nº ▲ R L T E P I P C P T

1 90º 50 78.54 50 20.71 0 + 436.0 0 + 386.0 0 + 464.54

b) calculo para el replanteo considerando arcos de 10m:

R / 10 = 50 / 10 = 5.0 → no se debe utilizar arcos mayores de 5m; pero

se impone usar arcos de 10m, luego se debe

calcular la longitud de las cuerdas

correspondientes a los arcos mayores de R / 10.

c) Estacado grafico:

En el croquis para determinar las estacas que se deberán replantear.

d) Calculo de los ángulos de deflexión parcial (d):

para el arco de 4.00m : d = 28.64789 ( 4.00 / 50) = 2° 17’ 31’’


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para el arco de 10.0m : d = 28.64789 ( 10 / 50) = 5° 43’ 46 ’’

para el arco de 4.54m : d = 28.64789 ( 4.54 / 50) = 2° 36’ 04’’

e) Calculo de las cuerdas correspondiente a los arcos de 10 > R / 10

C = 2•R•sen d = 2 ( 50 ) sen 2° 17’ 31’’ = 3.998 m

C = 2•R•sen d = 2 ( 50 ) sen 5° 43’ 46 ’’ = 9.983 m

C = 2•R•sen d = 2 ( 50 ) sen 2° 36’ 04’’ = 4.538 m

Cuadro del replanteo por deflexiones:

ESTACA

Nº

ARCO CUERDA DEFLEXION

PARCIAL TOTAL

PC( 38 + 06 ) ---------- ---------- ---------- ----------

39 + 00 4.00 3.998 2º 17‘ 31‘’ 2º 17‘ 31‘’

40 + 00 10.00 9.983

5º 43‘ 46‘’ 8º 01‘ 17‘’

41 + 00 10.00 9.983 5º 43‘ 46‘’ 13º 45‘ 03‘’

42 + 00 10.00 9.983 5º 43‘ 46‘’ 19º 28‘ 49‘’

43 + 00 10.00 9.983 5º 43‘ 46‘’ 25º 12‘ 35‘’

44 + 00 10.00 9.983 5º 43‘ 46‘’ 30º 56‘ 21‘’

45 + 00 10.00 9.983 5º 43‘ 46‘’ 36º 40‘ 07‘’

46 + 00 10.00 9.983 5º 43‘ 46‘’ 42º 23‘ 53‘’

PT( 46 + 4.54 ) 4.54 4.538 2º 36‘ 04‘’ 44º 59‘ 57‘’

▲ / 2 = 90º / 2 = 45º 00’ 00’’

Luego: Error Angular = 45º 00’ 00’’ - 44º 59’ 57’’ = 3’’

Se compensa los 8 últimos ángulos de deflexión con +0.375’’.


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PERFIL LONGITUDINAL 7.00 PERFIL LONGITUDINAL Tiene por finalidad definir la pendiente (s) del trazo de una carretera. Su plano se dibuja en escala horizontal 1/1000 o 1/2000 y escala vertical 1/100 o 1/200 manteniendo una relación de 1/10. La escala más utilizada es 1/2000 y 1/200. 7,1 PROCEDIMIENTO. 1.- Calcular las cotas de terreno de cada una de las progresivas entre Ay B del plano de trazo de la carretera.

PROGRES. COTA DE

TERRENO(m) PROGRES. COTA DE

TERRENO(m) PROGRES. COTA DE

TERRENO(m)

00 2660.0 10 2655.4 16 2653.4

02 2658.2 12 2655.5 17 2651.5

04 2656.6 14 2654.8 18 2649.8

06 2655.8 14+0.66(PC) 2654.5 19 2648.2

08 2655.0 15 2654.3 19+5.99(PT) 2648.0


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INTERPOLACIÓN .: a) Se traza una línea perpendicular entre las dos curvas de nivel que pase

por la progresiva que se desea interpolar.

b) Se traza una línea auxiliar a partir de uno de los puntos, el cual tenga 10

divisiones, de tal manera que cada división represente 0.20m.

c) Se une el extremo de la línea auxiliar con el otro extremo de la

perpendicular de tal manera de formar un triángulo.

d) Sobre la base de este triangulo se traza una línea paralela que pase por

la progresiva a interpolar.

e) Tomamos lectura de donde la paralela corto la línea auxiliar. Si la línea

auxiliar empezó en la cota 98 y esta fue cruzada por la línea paralela en

el punto 0.8. Entonces la cota de la progresiva será 98.8.

2.- Replanteamos estos puntos, en un plano cuadriculado teniendo en cuenta que en la línea vertical irán las cotas de terreno y en la escala horizontal las progresivas. 3.- Unimos los puntos replanteados con segmentos que conformarán una línea, está línea será el Perfil del terreno. 4.- Unimos los puntos extremos con una o varias líneas continuas (perfil de la subrasante) de tal manera que al interceptarse con el perfil del terreno, se buscará compensar las áreas superiores al terreno (corte) con las áreas inferiores (relleno).


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Tener en cuenta que el tramo de cambio de cada subrasante debe tener una longitud mayor de 200m.

5.- Procedemos a realizar los cálculos de pendiente, cota de subrasante, altura de corte y altura de relleno ubicados en la parte inferior de los perfiles.


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a)La pendiente (+) o (-) se determina de la siguiente manera:

Diferencia de cotas (altura) 50m.

Proyección H 1-1 (medición a escala)

P1-1 = Diferencia de altura x 100%

Proyección H 1-1

P= (1507.6- 1502) x 100 = +4.67% 120 b) La cota de subrasante: Cota subr.de una prog = Cota Inic.Prog 00 +- (pend.)(distanc.desde Prog.00 a dicha prog.) 100 Cota subr. Prog 02= 1502 + (4.67%) 20 = 1502.93 100 Cota subr. Prog 04= 1502 + (4.67%) 40 = 1503.87 100 c) Altura de corte y relleno: Si al restar la cota de terreno menos la cota de la subrasante.el valor es positivo, será altura de corte. Pero si el valor es negativo será altura de relleno. Prog 02: 1503- 1502.93 = +0.07 (positivo) entonces le corresponde altura de corte. Prog 04: 1503.8- 1503.87 =- 0.07 (negativo) entonces le corresponde altura de relleno. e) Se dibuja el alineamiento del trazo en forma de línea recta indicando si hay curvas a la derecha o a la izquierda, colocando el Nº de curva, el ángulo de deflexión y el radio.


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7.2 CURVAS VERTICALES

403.03.01 Necesidad de Curvas Verticales

Los tramos consecutivos de rasante, serán enlazados con curvas verticales parabólicas cuando la diferencia algebraica de sus pendientes sea de 1%, para carreteras con pavimento de tipo superior y de 2% para las demás.

403.03.02 Proyecto de las Curvas Verticales

Las curvas verticales serán proyectadas de modo que permitan, cuando menos, la distancia de visibilidad mínima de parada, y la distancia de paso para el porcentaje indicado en la Tabla 205.02.

205.01 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA.

Distancia de Visibilidad de Parada, es la mínima requerida para que se detenga un vehículo que viaja a la velocidad de diseño, antes de que alcance un objetivo inmóvil que se encuentra en su trayectoria.

Se considera obstáculo aquél de una altura igual o mayor a 0,15 m, estando situados los ojos del conductor a 1,15 m., sobre la rasante del eje de su pista de circulación.

Todos los puntos de una carretera deberán estar provistos de la distancia mínima de visibilidad de parada.

Si en una sección de carretera o camino resulta prohibitivo lograr la Distancia Mínima de Visibilidad de Parada correspondiente a la Velocidad de Diseño, se deberá señalizar dicho sector con la velocidad máxima admisible, siendo éste un recurso extremo a utilizar sólo en casos muy calificados y autorizados por el MTC.

205.02 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PASO

Distancia de Visibilidad de Paso, es la mínima que debe estar disponible, a fin de facultar al conductor del vehículo a sobrepasar a otro que se supone viaja a una velocidad 15 Kph. menor, con comodidad y seguridad, sin causar alteración en la velocidad de un tercer vehículo que viaja en sentido contrario a la velocidad directriz, y que se hace visible cuando se ha iniciado la maniobra de sobrepaso.

Cuando no existen impedimentos impuestos por el terreno y que se reflejan por lo tanto en el costo de construcción, la visibilidad de paso debe asegurarse para el mayor desarrollo posible del proyecto.

TABLA 205.02 PORCENTAJE DE LA CARRETERA CON VISIBILIDAD ADECUADA PARA ADELANTAR

Condiciones Orográficas % Mínimo % Deseable

Llana 50 > 70 Ondulada 33 > 50

Accidentada 25 > 35 Muy accidentada 15 > 25


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403.03.03 Longitud de las Curvas Convexas.

La longitud de las curvas verticales convexas, viene dada por las siguientes expresiones:

(a) Para contar con la visibilidad de parada (Dp)

Deberá utilizarse los valores de longitud de Curva Vertical de la Figura 403.01 para esta condición.

(b) Para contar con la visibilidad de Paso (Da).

Se utilizará los valores de longitud de Curva Vertical de la Figura 403.02 para esta condición.


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403.03.04 Longitud de las Curvas Cóncavas.


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Los valores de longitud de Curva Vertical serán los de la Figura 403.03

403.03.05 Consideraciones Estéticas.

La longitud de la curva vertical cumplirá la condición:

L > V

Siendo:

L : Longitud de la curva (m) V : Velocidad Directriz (Kph).

403.04 PENDIENTE

403.04.01 Pendientes Mínimas

En los tramos en corte generalmente se evitará el empleo de pendientes menores de 0,5%.

Podrá hacerse uso de rasantes horizontales en los casos en que las cunetas adyacentes puedan ser dotadas de la pendiente necesaria para garantizar el drenaje y la calzada cuente con un bombeo superior a 2%.


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403.04.02 Pendientes Máximas

El proyectista tendrá, en general, que considerar deseable los límites máximos de pendiente que están indicados en la Tabla 403.01.

En zonas superiores a los 3000 msnm, los valores máximos de la Tabla 403.01, se reducirán en 1% para terrenos montañosos o escarpados.

En carreteras con calzadas independientes las pendientes de bajada podrán superar hasta en un 2% los máximos establecidos en la Tabla 403.01

403.04.05 Tramos en descanso.

En el caso de ascenso continuo y cuando la pendiente sea mayor del 5% se proyectará, más o menos cada tres kilómetros, un tramo de descanso de una longitud no menor de 500 m., con pendiente no mayor de 2%.

El proyectista determinará la frecuencia y la ubicación de tales tramos de descanso de manera que se consigan las mayores ventajas a los menores incrementos del costo de construcción.

7.3 APLICACIONES DE CURVAS VERTICALES 1.- Para una curva vertical simétrica se conoce:


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2.- En la figura 4.24, sobre la vertical del PIV debe existir una

altura libre (gálibo) de 4.70m. entre la rasante inferior y el paso

superior (Fondo de losa o viga).


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