TRABAJO SEMESTRAL

INTRODUCCIÓN

Este trabajo contiene un marco teórico de conceptos básicos e importante como referencia. También se muestra con detalle el trabajo de levantamiento topográfico y el procesamiento de los datos en gabinete el cual cuenta puntos importados , triangulación, curvas de nivel generadas, alineamiento del eje de carretera y el perfil longitudinal.

OBJETIVOS Tener información topografía acerca de la carretera AYACUCHO HUANTA para 02 kilómetros. Hacer un análisis de la carretera actual en miras a saber si está bien diseñada o no.

CONCEPTOS BÁSICOS DE DISEÑO

PERALTE: El peralte consiste en elevar en las curvas, el borde exterior de las vías una cantidad, para que permita que una componente del vehículo se oponga a la fuerza centrífuga evitando de esta manera que el vehículo desvíe radialmente su trayectoria hacia fuera y se produzca un volamiento.

DONDE: LT: Longitud De TransiciónN: Longitud De AplanamientoL: Longitud De Curva Circular

BONBEO: la sección transversal de la calzada sobre un alineamiento recto tendrá una inclinación llamada comúnmente bombeo normal . el cual tiene por objeto facilitar el drenaje o escurrimiento de las aguas de lluvias lateralmente hacia las cunetas. El valor del bombeo dependerá del tipo de superficie y de la intensidad de lluvias en la zona del proyecto, variando de 1% a 4%

TRANCICIÓN DE PERALTE: es aquel tramo en la que se desvanece el bombeo y empieza propiamente el peralte.En general el giro del peralte se hará alrededor del eje de la calzada. y en casos especiales como en terreno muy llano el giro puede realizarse desde el interior de la calzada.Se ha determinado empíricamente que la transición del peralte puede introducirse dentro de la curva hasta en un 50% siempre que por lo menos la pare central de la longitud de la curva quede con el peralte completo.

INFORMACIÓN SOBRE LA VIA

DATOS GEOGRAFICOS Y DE LOCALIZACIÓN: LONGITUD PROGRAMADA : 02 KmALTITUD Inicio (Altura totorilla)……………….. 2702.02 m.s.n.m.Fin (altura muyurina)………………….2660 m.s.n.m. RUTA : NacionalRUTA DE INGRESO : Huancayo – AyacuchoDEPARTAMENTO : AyacuchoPROVINCIA : HuamangaDISTRITO : Multidistrital

OBSERVACIONES DE LA CARRETERA

MATERIAL : Afirmado con carpeta asfálticaVELOCIDAD DE OPERACIÓN : Mayor a 40 km /hIMD : 1200-1500 Vehículos /DíaEsta carretera es muy transitada teniendo un índice medio diario de 1200-1500 vehículos ya que esta carretera une la ciudad de Ayacucho con : Huancayo, Huanta, Quinua , San Francisco ,etcLa carpeta asfáltica de este tramo se encuentra en un estado de deterioro CONSIDERABLE por lo que se encuentra a la fecha muy disminuida en su capacidad de servicio

CLASIFICACIÓN VIAL

Nº CLASIFICACIÓN DE CARRETERAS SEGÚN:

CLASIFICACIÓN

1 LA FUNCIÓN RED VIAL PRIMARIA

2 CONDICIONES OROGRAFÍCAS TIPO 3 y 4

3 DEACUERDO A LA DEMANDA SEGUNDA CLASE

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

TRABAJO DE CAMPO

Tomando todas las seguridades del caso, se inicio de levantamiento topográfico a horas 6:00 am en la altura del grifo chalpon.

Dificultad por la continua flujo de vehículos en la zona

Toma de varios puntos en simultaneo

Instalación de estación total en un punto de cambio.

TRABAJO EN GABINETE

PUNTOS CREADOS EN GABINETE.Debido a la morfología accidentada del terreno y la inaccesibilidad del para levantar los puntos necesarios, se procedió a insertar puntos en gabinete con ayuda de los apuntes en terreno y del googleearth 2012 con las pendientes y distancias que faltaron levantar.

PUNTO ESTE NORTE COTA

1 586070 8547867 2674.52

2 586083 8547851 2670.82

3 586052 8547856 2676.3

4 586067 8547837 2672.8

5 586040 8547838 2677.85

6 586053 8547826 2673.89

7 586076 8547858 2673.44

8 586058 8547849 2674.24

9 586063 8547843 2673.78

10 586056 8547853 2674.14

11 586046 8547833 2675.98

12 586055 8547853 2674.3

13 586060 8547847 2674.13

14 586049 8547830 2675.89

15 586043 8547835 2675.85

16 586045 8547833 2675.92

17 586079 8547855 2672.82

18 586074 8547862 2673.52

19 586027 8547819 2679.48

20 586040 8547813 2676.36

21 586013 8547804 2681.94

22 586039 8547793 2675.57

23 586022 8547780 2678.63

24 586004 8547786 2681.72

25 586030 8547818 2677.48

26 586032 8547816 2677.44

27 586037 8547816 2677.36

28 586017 8547802 2678.94

29 586030 8547807 2678.53

30 586025 8547798 2678.52

31 586016 8547783 2679.63

32 586008 8547784 2679.72

33 586009 8547784 2679.95

34 586012 8547783 2679.91

35 586008 8547784 2679.74

36 586025 8547796 2678.57

37 586016 8547781 2679.71

38 586014 8547762 2678.95

39 585998 8547766 2680.95

40 586013 8547744 2678.72

41 585988 8547746 2682.29

CURVAS HORIZONTALES Y VERTICALES EXISTENTES EN LA VIA.

DE CADA UNO DE ELLOS COGIMOS UNO DE CADA UNO COMO EJEMPLO

DISEÑO DE CURVAS VERTICALES

Datos obtenidos del plano:

Absisa del PIV317.23

cota PIV2676

.8

pendiente de entrda (%) -0.05pendiente de salida (%) 0.04

longitud de la curva (m)

100.79

Resultados basicos:

absisa del PCV 266.835

absisa del PTV 367.625

cota del PCV 2679.3198

cota del PTV 2678.8158

i -0.09

•DISEÑO DE CURVA # 01:Pasos:•A partir de los resultados que se obtuvieron del levantamiento topográfico se puede rescatar los siguientes resultados para q a partir del cual se proceda a hacer el diseño geométrico de curvas verticales.•Posteriormente se obtienen los siguientes resultados mediante:I=m-nAbscisa del PCV=Abscisa del PIV-LV/2Abscisa del PCV=Abscisa del PIV+LV/2

A partir de los resultados obtenidos se muestra el resumen de los cálculos en el siguiente cuadro basados en las siguientes formulas:

curva # 01Resultados de Cotas y Progresivas de Cada Punto de la Curva Vertical

punto pendiente(%) distancia Xprogresiva (absisas) cota en tangente Yi cota en curva

PCV -5 0 266.835 2679.31975 0 2679.319751 -5 10 276.835 2678.81975 -0.04464729 2678.8643972 -5 20 286.835 2678.31975 -0.17858915 2678.4983393 -5 30 296.835 2677.81975 -0.40182558 2678.2215764 -5 40 306.835 2677.31975 -0.71435658 2678.0341075 -5 50 316.835 2676.81975 -1.11618216 2677.935932

PIV 4 60 326.835 2676.31975 -1.60730231 2677.9270527 4 70 336.835 2675.81975 -2.18771704 2678.0074678 4 80 346.835 2675.31975 -2.85742633 2678.1771769 4 90 356.835 2674.81975 -3.6164302 2678.43618

10 4 100 366.835 2674.31975 -4.46472864 2678.784479PIV 4 100.79 367.625 2674.28025 -4.53555 2678.8158

Los resultados que se muestran es tan basados en la teoría del diseño geométrico de carreteras.

DISEÑO DE CURVAS HORIZONTALES

En la carretera de Ayacucho Huanta que nos toco levantar y hacer el diseño geométrico de carreteras encontramos 18 curvas verticales y como ejemplo agarramos solo uno como ejemplo para esta diapositiva

A partir de los resultados que se obtuvieron del levantamiento topográfico se puede rescatar los siguientes resultados para q a partir del cual se proceda a hacer el diseño geométrico de curvas horizontales.

Datos obtenidos del plano:Rumbo

Angulo de Deflexión 41.3

Abscisa PC58.32

9

abscisa inmediata superior 60

radio de curva 50cuerda unidad 10

Posteriormente se obtienen los siguientes resultados mostrados en el cuadro mediante:

Resultados básicos:

grado de curvatura 11.478341

tangente 18.8435786

progresiva del PT 94.3700416

longitud de curva LC 36.0410416

esternal E 3.4329529

Media (M) 3.21239302

CL 35.26583

A partir de los resultados obtenidos se muestra el resumen de los cálculos , como progresiva y ángulo de deflexión para cada 10 m basados en las siguientes formulas:

𝛿=∅2

curva # 01progresiva y ángulo de deflexiones

estación

progresiva abscisa deflexión

PC 58.329 0 60 0.957412675 70 6.686991818 80 12.41657096 90 18.1461501PT 94.37004 20.65

Los resultados que se muestran es tan basados en la teoría del diseño geométrico de carreteras.

DISEÑO DE TRANCICIONES DE PERALTE

Para nuestro trabajo consideramos este tipo de caso (3) ya que es el más común y con más riesgo en el tramo que no ha tocado; para la aplicación de tres curvas.

A partir de los resultados que se obtuvieron del levantamiento topográfico se puede rescatar los siguientes resultados para q a partir del cual se proceda a hacer el diseño geométrico de las transiciones de peralte:Para el caso 3 La resultante paralela actúa a la izquierda, por lo que deberá ser resistida por una fuerza de fricción transversal desarrollada entre las llantas y el pavimento que actúa a la derecha.

Asumimos %del LT antes del e para la ubicación del PC = 0.3 del LtPor reglamento consideramos valor m=1/150El valor de fricción transversal consideramos 0.25 por ser la velocidad mayor a la velocidad de equilibrio, esto por reglamento.

Datos previos para el diseño:

velocidad de diseño 40

Radio de curvatura 70

peralte recomendado 0.070229

bombeo 0.025

ancho de calzada 8.5

cota del PC 2686

abscisa del PC 213.055

fricción transversal 0.25

valor m 0.006667

pendiente del eje longitudinal -0.06

%del LT antes del e 0.3

Longitud de Curva 43.283

Posteriormente se obtienen los siguientes resultados mostrados en el cuadro mediante los siguientes planteamientos teóricos mostrados en el manual de diseño geométrico.

LT: Longitud De TransiciónN: Longitud De AplanamientoL: Longitud De Curva Circularm: la máxima diferencia algebraica entre las pendiente longitudinales de los bordes de la calzada y el eje de la misma.

Abscisa de inicio de transición= abscisa del PC –N-(0.7)LtCota de inicio de transición=cota del PC-m(N+0.7Lt)Con las formulas anteriores se obtienen los siguientes.

Resultados importanteslongitud de transición 44.77071

longitud de aplanamiento 15.9375abscisa de inicio de transición 165.778pendiente transversal del PC 0.04916cota de inicio de transición 2688.837

A partir de los resultados obtenidos se muestra el resumen de los cálculos , como progresiva y ángulo de deflexión para cada 10 m basados en las siguientes formulas: curva # 03

cotas y progresiva de los puntos clave

puntos

distancia a partir del inicio de transición progresiva del eje

cota del eje de vía

cota del extremo interior

cota del extremo exterior

bombeo…entrada 0 165.778 2688.84 2688.7304 2688.7304

0%-b%…entrada 15.9375 181.7155 2687.88 2687.7741 2687.8804

b%-b%…entrada 31.875 197.653 2686.92 2686.8179 2687.0304

PC 47.277 213.055 2686 2685.7911 2686.2089

e(peralte completo)..entrad 60.7082143 226.486214 2685.19 2684.8957 2685.4926

e(peralte completo)..salida 77.1287857 242.906786 2684.21 2683.9104 2684.5074

PT 90.56 256.338 2683.4 2683.1941 2683.612

b%-b%...salida 105.962 271.74 2682.48 2682.3727 2682.5852

0%-b%...salida 121.8995 287.6775 2681.52 2681.4164 2681.5227

bombeo…salida 137.837 303.615 2680.57 2680.4602 2680.4602

ANALISIS Y DISEÑO GEOMETRICO

DISEÑO GEOMETRICO SEGÚN EL DG-2001:Este análisis se hizo basado según la DG-2001 ya que nuestra vía es una vía principal y está regida mediante ese manual. Este análisis contempla los valores mínimos que debería cumplir nuestra vía bajo los siguientes valores de diseño.

DATOS PARA EL DISEÑOSEGÚN SU FUNCION RED VIAL PRIMARIASEGÚN DEMANDA SEGUNDA CLASEOROGRAFÍA TIPO 3 Y 4VELOCIDAD DE DISEÑO 40 KPH

Con estos valores de diseño se obtienen los siguientes valores de diseño que se muestra en el cuadro seguiente.

DISEÑO GEOMETRICO PARA LA CARRETERA (AYACUCHO - HUANTA)CARACTERISTICAS PARA EL DISEÑO DETALLES TABLAS NOMBRE DE TABLA

ANCHO DE FAJA 20m (MINIMO) 303.03 ANCHO MÍNIMO DE FAJA DE DOMINIO

NUMERO DE CARRILES 2 (DE SENTIDOS CONTRARIOS)SECCION (304.01)

NOMBRE SECCION (NUMERO DE CARRILES DE LA SECCION TIPO

ANCHO DE CALZADA 6.60m 304.01 ANCHO DE CALZADA DE DOS CARRILESBERMAS 1.2m 304.02 ANCHO BERMAS

BOMBEOS2.5% (PRECIPITACIONES MAYORES A

500mm/AÑO) 304.03 BOMBEOS DE LA CALZADA

PERALTES MAXIMOS12% (MAXIMO ABSOLUTO) ; 8%

(MAXIMO NORMAL) 304.04 VALORES DE PERALTE MAXIMO

PERALTE MINIMOS 2% (CON RADIO MAYOR A 450 M ) 304.07VALORES DE RADIOS CON PERALTE

MINIMO

CUNETAS TALUD (1:2); PROFUNDIDAD(MIN)= 0.3m 304.12 INCLINACIONES MÁXIMAS DEL TALUD

LONGITUD MINIMA TRAMOS EN TANGENTE (CURVAS S) 56m 402.01 LONGITUD TRAMOS EN TANGENTE

LONGITUD MINIMA TRAMOS EN TANGENTE (CURVAS O) 111m 402.01 LONGITUD TRAMOS EN TANGENTE

RADIO MINIMO 45m 402.02 RADIOS MINIMOS Y PERALTES MAXIMOS

LONGITUD MINIMA DEL TRAMO DE TRANSICION DE PERALTE LMIN(8%)=24.75 ; LMIN(12%)=34.18

SECCION (402.05) TRANSICION DE PERALTE

SOBREANCHO 1.8m 402.04 VALORES DEL SOBREANCHO

DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADAENTRE (36m a 46m) PARA PENDIENTE DE (10% a -10%)

FIGURA 402.05 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA

DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PASO 170mFIGURA 402.06 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PASO

PENDIENTE MAXIMA 9% 403.01 PENDIENTES MAXIMAS

ESTADO ACTUAL DE LA VÍA.

Valores en su estado actual de la vía Ayacucho-Huanta ANCHO DE FAJA

1.-Del tramo (km2+000 al km3+200) se tiene un ancho de faja que supera los 20 m2.-Del tramo (km3+200 al km4+000) se tiene un ancho de faja menor al mínimo ya que ese tramo es muy accidentado.

NUMERO DE CARRILES

Dos carriles de sentidos contrarios cada carril tiene una medida superior a los 3.3m que exige la norma.

ANCHO DE CALZADA

El ancho de la calzada supera los 6.6 m no llevando una uniformidad en todo su recorrido esto es debido al desgaste que viene sufriendo por el pasar de los años y por factores climáticos que afectan al asfalto; teniéndose así en promedio una calzada de 8.50m.

BERMAS 0.70 m. en algunos tramos

CUNETAS En algunos tramos

PENDIENTE MAXIMA 13% (KM2+000 a KM2+050)

PENDIENTE MINIMA 1%

PERALTE MAXIMO 9%

Peraltes máximos obtenidos en gabinete con los datos obtenidos en campo.

CURVAS PERALTE (MAX)C1 5%C2 9%C3 4%C5 5%C6 9%C7 5%C8 8%C9 9%

C10 6%C11 7%C12 8%C13 4%C14 4%C15 4%C16 3%C17 3%

Obtención de los bombeos entre tangentes de curva a curva

CURVAS LONGITUD TRAMOS EN TANGENTE BOMBEO

IZQUIERDA DERECHAKM2+000-C1 56.32 -5.70% -1.30%

C1-C2 12.314 5.30% -5.3%

C2-C3 69.282 1.70% -0.40%

C3-C4 40.269 3% -7%

C5-C6 96.759 0.50% -1%

C6-C7 29.166 2.50% -2.50%

C7-C8 48.016 2.00% 1.70%

C8-C9 19.348 1.7%(TRANS.PREALTE) 3.5%(TRANS.PREALTE)

C9-C10 86.51 -1.30% -2.70%

C10-C11 80.816 3% -2%

C11-C12 63.711 2% -4%

C12-C13 37.471 1% 1%

C13-C14 9.083 1% 1%

C14-C15 385.935 6% -1%

C15-C16 74.584 4% 4%

C16-C17 28.528 0% 0%

C17-KM4+000 30.3 4% 4%

CONCLUSIONES Y RESULTADO DEL ANALISIS

Se concluye que la carretera Ayacucho-Huanta tiene las curvas muy cerradas las cuales no permiten mayor visibilidad en algunos casos esto por la poca tangente entre ellas. Según el DG-2001(cuadro 02: Valores mínimos para el diseño geométrico según el DG-2001) se obtuvieron las longitudes mínimas en tramos en tangente en curvas tipo (O y S); con estas longitudes mínimas verificamos si los valores actuales están bien o no, obteniéndose así el siguiente cuadro

CURVAS TIPO DE CURVA LONGITUD TRAMOS EN TANGENTE CONDICION SEGÚN NORMA C1-C2 O 12.314 MALC2-C3 O 69.282 BIENC3-C4 S 40.269 MALC5-C6 O 96.759 MALC6-C7 S 29.166 MALC7-C8 S 48.016 MALC8-C9 S 19.348 MAL

C9-C10 S 86.51 BIENC10-C11 O 80.816 MALC11-C12 O 63.711 MALC12-C13 S 37.471 MALC13-C14 S 9.083 MALC14-C15 O 385.935 BIENC15-C16 S 74.584 BIENC16-C17 S 28.528 MAL

El cuadro muestra que la gran mayoría de las longitudes mínimas no se cumple según reglamento. Por ende se tiene que volver a diseñar las curvas horizontales ya que en el estado actual no permite un flujo adecuado y además de ello puede ocasionar accidentes por la poca distancia que hay entre curva y curva.

Comparando el diseño del DG-2001(cuadro 02: Valores mínimos para el diseño geométrico según el DG-2001) con el estado actual de la vía (Cuadro 03: Valores del estado actual de la vía) concluimos lo siguiente

ANCHO DE FAJA

1.-Tramo (km2+000 al km3+200): El diseño es bueno ya que supera al valor mínimo2.-Tramo (km3+200 al km4+000): El diseño es malo ya que se tiene un ancho de faja menor al mínimo.

NUMERO DE CARRILES

Dos carriles de sentidos contrarios cada carril tiene una medida superior a los 3.3m que exige la norma por ende se puede decir que esta bien.

ANCHO DE CALZADA El ancho de la calzada supera los 6.6m que es lo mínimo entonces se concluye que el diseño del ancho de calzada es bueno.

BERMAS

El ancho de bermas no es el adecuado (70cm) ya que la norma pide mínimo 1.2m a lo largo de toda la carretera. Por ende se concluye que el ancho de bermas no es el adecuado.

CUNETAS

La zona en estudio es una zona que en tiempos de lluvia, la escorrentía del agua es fuerte por lo cual se debería contar con cunetas al menos en un lado de la vía (al lado de los taludes del cerro); por ello el diseño de cunetas es malo.

PENDIENTE MAXIMA La pendiente máxima es de 13% el cual supera a la pendiente máxima que el DG-2001 menciona.

PERALTE MAXIMO

El peralte máximo es de 9%(Cuadro 04: Peraltesmáximos de la vía en su estado actual)el cual se encuentra dentro del peraltado máximo que menciona el manual por ende el diseño de peralte esta bien.

BOMBEOS

Los bombeos que menciona el manual para este tipo de vía es de 2.5%;pero los valores de los bombeos actuales de la vía en algunos tramos en tangente están por debajo de ese valor mínimo 0.4% (Cuadro 05: Valores de los bombeos en su estado actual); no permitiendo así la rapidez de escurrimiento en tiempos de lluvia.

OBSERVACIONES: La carpeta asfáltica de este tramo se encuentra en un estado de deterioro considerable por lo que se encuentra a la fecha muy disminuida en su capacidad de servicio por el estado de conservación de su superficie de rodadura a demás que no provee a los usuarios de la comodidad yconfort de tránsito.Esta carretera es muy transitada teniendo un índice medio diario de 1200-1500 vehículos ya que esta carretera une la ciudad de Ayacucho con : Huancayo, Huanta, Quinua , San Francisco ,etc.El ancho de las bermas en algunos casos son inferiores a 0.5 mHay poca señalización a lo largo de la carreteraNo se observo bombeos en la carreteraNo se observo cunetas de drenaje a largo de la vía, solo se vio en pequeños tramos.

anexos

Plano en planta

perfil

GRACIAS!!!