Introduccin

Una carretera es un medio de comunicacin del transporte por el cualNos podemos comunicar de un lugar a otro y poder asesar de una localidad a otra.Las carreteras se clasifican en forma separadas para areas urbanas y rurales en las siguientes categoras;Caminos principalesCaminos secundariosCaminos colectores secundariosCavias y calles localesminos colectores principalesEl propsito principal de una carretera dentro de un sistema vial es recolectar el trnsito desde un poblado o ciudad a otros. Un sistema de carretera consta de varias calles dentro del rea urbana.

ndice

1. Datos Generales de Proyecto.1. Calculo de Sinuosa1. La poligonal1. Clculos de Pendiente.1. Radio Minino1. Diseo de Curvas Horizontales1. Parmetros de las Curvas1. Estacionamiento 1. Replanteo de las Curvas1. Clculos de las Elevaciones de las Estaciones1. Perfil Longitudinal 1. Clculos de Relleno y de Corte 1. Curvas verticales 1. Perfil transversal1. Platillas1. Clculos de reas1. Calculo de Volmenes1. Diagrama de Masa

Orgenes de las Carreteras

Sus promociones van a la par con el desarrollo de la humanidad y la aplicacin tecnolgica al rea del sector transporte que adems vale decir a que ha tenido un crecimiento exhaustivo debido a la importancia que representa la va de comunicacin como son las carreteras. Se conocen informaciones de caminos antiguos desarrollados y construidos de manera rustica por las antiguas civilizaciones: 1. Romana 1. Mayas 1. China 1. IncasLo que conocemos como carreteras modernas construidas exclusivamente para el uso mayoritario de elementos dotados de rueda.Las carreteras se pueden clasificar en:1. por su ubicacin1. rural1. urbana1. por su condicin fsica respecto a su capaz de rodamiento 1. en terracera1. revestidas1. pavimentada1. por su funcionamiento 1. Carreteras primarias o troncal 1. Carreteras secundarias o regional 1. Carreteras terciarias o localLa geometra de la va tendr como prioridad bsica la de ser segura, atreves de un diseo simple y uniforma.

Datos generales del proyecto1. Tipo de topografa: zona ondulada

1. TMDA: 1250 v/d

1. Tipo de carretera: secundaria o regional

1. Velocidad de Diseo: 80 km/h

1. Peralte: 10%

1. Cota Inicial: 500.00

1. Cota Final: 540.00

Datos de AlineamientoTramo AB =290.00 metros 1=34Tramo BC = 1190 metros 2=75Tramo CD = 310 metros

Lnea sinuosaEs una lnea de pendiente constante, que representa el trazado ms econmico desde el punto de vista del movimiento de tierra (corte y relleno).Procedimiento para el trazado y clculo de la sinuosa1. Determinar la diferencia de nivel (dh) entre los puntos en que deseamos trazar la lnea sinuosa. BH= cota final cota inicial1. plano de curvas de nivel determinar la equidistancia entre curvas auxiliares.1. Determinar el nmero de paso que se necesitan para pasar desde el punto de inicio (punto A), hasta en punto final (punto B)# Pasos =BH /equidistancia La equidistancia = la diferencia vertical entre 2 curvas de nivel sucesivas.1. Abertura el comps o sitio de interseccin de la lnea de sinuosa con las curvas de nivel.Abertura del comps= longitud A-B / # pasosComo no los conocemos tenemos varios mtodos para obtenerlo de manera aproximada esta longitud.1. Mtodo del hilo1. Mtodo de o tramo

1. Para poder plasmar la abertura del comps en el plano se debe dividir entre la escala: abertura comps (cm) = abertura del comps / escala.

Clculos de la sinuosaA = 500.00 m DV= (B-A)B = 540.00 m DV= (540-500) DV= 40 metros.# Pasos = 40/2 = 20 pasosLa poligonalEs un conjunto ordenado de segmentos tales que en extremo de uno de ello coincide con el origen del segmento que le sigue.

Recomendaciones 1. El segmento inicial y / o final debe trazarse, en lo posible paralelo a la sinuosa.1. En lo general los segmentos de la poligonal deben seguir la alineacin de la sinuosa en lo posible.1. Tratar de cruzar los ros y vaguada en tramos rectos.1. Evitar zonas de ros o vaguada que estn o sean curvos 1. Evitar longitudes largas.1. La distancia mnima de una curva a una estructura o puente debe ser la distancia de parada.1. Deben evitarse las curvas horizontales entre tramos rectos para evitar longitudes largas.

Velocidad de diseoEs el principal parmetro que condiciona el diseo geomtrico de un camino. Es conveniente recordar que uno de los principales factores que determina la eleccin de la velocidad de directriz, es el costo de construccin.

Radio MnimoEs aquel que ligado al peralte del 10% permite la circulacin a cada velocidad de proyecto sin superar el coeficiente de rozamiento transversal ni la aceleracin centrifuga no compensada por el peralte

Clculos de radio mnimoRmin= v2/ 127 (e Max + f Max)Fmax= 0.19 0.00068 (80)=0.1356Pmax= 10% Pmax = 0.10

Rmin = (80)2/127(0.10+0.1356)Rmin = 219.10 RD=300 M

Clculos de las estaciones DATOS: TRAMOS: 1=34 AB= 290m 2=75 BC=1190m R=300 CD=310m

CURVA 1 PC1=PI-T1 PI=290m T1=300tg(34/2)=91.72 T1=91.72 PC1= PI-T1 PC1=290m-91.72 =198.28 Est1=19+8.28 Lc1= R1/180=3.14(34)(300m)/180=177.93 Lc1=177.93Pt1=PC+LC1=198.28+177.93=376.211=376.21 Est=37+6.21CURVA 2 2=75

R=300m Pi2=pt1+(BC-T1)=376.21(1190-91.72) PI2=1474.49 EST=147+4.49 T2=R Tg( /2)=300Tg(75/2)=230.19 Pc2=PI2-T2=1474.49-230.19=1244.30 Est=124+4.30 Lc2= 2R1/180=3.14(75)(300)/180=392.05 Pt2=Pc2+Lc2=1244.30+392.05=1636.08Pt2=1636.8 ` Est5=163+6.8Ef=Pi=Pt2+(CD-T2)=1636.8+(310-230.19)Ef=1716.61 EST=171+6.61 Comprobacion[Tramos Efinal]=T-Lc]Tramos=1790-Est Final=1716.61=73.39T=183.44+460.38=643.82Lc=177.93+392.5=570.43 =73.39

Clculos de estacionamiento dentro de la curva 1. Pc=198.28 2. E enteraPt1=376.21 Ep(pc)=20+0.00mLc1=177.93 Eant(Pt)=37+0.00m 1=343. 1,x1X1=Epos-Pc=200-198.28=1.72mX2=10mX3=Pt-Epos=376.21-370=6.21mLc1=x1+nx2+x3Lc1=1.72+17(10)+6.21=177.931=x1 1/Lc1=1.72(34)/177.93=0.3282=x2 1/Lc1=10(34)/177.93=1.9113=x3 1/Lc1=6.21(34)/177.93=1.186 = 34Epost(pc)=125.00mEant(pt)=163.00m n=38X1=1250-1244.30=5.7mX2=10mX3=1636.8-1630=6.8m1=(5.7)(75)/392.5=1.092=10(75)/392.5=1.913=6.8(75)/392.5=1.30 =75

Curvas circulares simples

Se definen como arcos de circunferencia de un solo radio que son utilizados para unir dos alineaciones rectas de una va.

Las curvas circulares simples estn compuestas por los siguientes elementos:

Angulo de reflexin (): son aquellos que se forman con la prolongacin de uno de los alineamientos rectos y el siguiente. Es igual al ngulo central sustentado por el ngulo ().

Tangente (T): distancia desde el punto de interseccin de la tangente (PI).

T = R tan (/2)

Radio (R): El de la circunferencia que describe el arco de la curva. R = T/tan (/2)

Curva Larga: lnea recta que una al punto de tangencia donde comienza la curva (PC) y al punto de tangencia donde termina (PT). CL: 2

Externa (E): Distancia desde el PI al punto medio de la curva sobre el arco.EOrdenada Media (M): Distancia desde el punto medio de la curva hasta el punto medio de la cuerda larga.

Curvas horizontales

Son segmentos de arco que sirven para unir dos tramos de carreteras que llevan direcciones diferentes para llagar a un punto A a un punto B. estas estn compuestas por uno o varios radios de diseo.

Curvas verticales

Las curvas verticales usadas en carretera sirven como curvas de enlace de los alineamientos rectos longitudinales, pueden ser arcos de crculos, arcos de parbolas cuadradas, de parbolas cbicas.Las curvas verticales pueden ser: 1. Cncavas 1. ConvexasLas curvas verticales se refieren a los clculos de la ordenada de correccin (Y) para llevar la altura de sub.-rasante a la altura corregida final.

Perfil Longitudinal Es la presentacin grafica del terreno, por donde pasa el ejeDe la carretera. Es un perfil topogrfico a lo largo del eje de la planta, y por tanto es la interseccin de la superficie topogrfica con el plano vertical que contienes al eje de la planta.El perfil longitudinal se utiliza para proyectar el alzado de la carretera. El perfil del terreno se representa en unos ejes cartesianos: en el eje de X, la distancia reducida, que son desarrollos desde el origen y el eje Y las cotas.

Normalmente utilizan las siguientes escalas:

1:1000(X) O 1:2000(X)1:100(Y) O 1:200(Y) La escala del perfil trasversal de este proyecto est realizada: 1:2000 m En conclusin 1cm = 20m (un centmetro en el plano equivale a 20 m en el terreno)Para este proyecto tenemos un ancho o derecho de vas de 60 metros que quiere decir que nos separamos del eje de va 1.5cm (30 metros) a cada lado de la poligonal.

En una seccin transversal podemos ver la integracin y el comportamiento de los siguientes elementos:1. Cota del terreno original1. Cota de la sub- rasante1. rea de corte y relleno1. limites exteriores de las secciones tpicas

1. las caractersticas del proyecto las e tomada a base de los criterios del M-012 tomando en cuenta los tamaos, anchos de carril, ancho de paseo, cuneta, bombeo y taludes.

Subrasante

Es la lnea que en altimtrica define el movimiento de tierra. Representa altimtricamente hablando el eje de la va.

Para hacer el trazado de la subrasante debemos de tener en cuenta los siguientes criterios: 1. Pendiente Mxima: es la que permite un nivel de servicio E al final de la vida til o tiempo de diseo, segn MOPC es 7%.1. Pendiente Mnima: es la que permite un drenaje longitudinal de la carretera, segn SEOP ser de 0.5%.

Recomendaciones para el trazado de subrasante

1. para fines didcticos la cota inicial del primer tramo ser igual a la cota inicial del perfil.1. la cota final del ltimo tramo ser igual a la cota final del perfil.1. pendiente 2. p Max: menor 7% evaluar niveles de servicios2. p min. mayor 0.5% evaluar los drenajes1. Evitar curvas cncavas en zonas de corte y convexas en zona de relleno.1. se deben intercalar las pendientes suaves entre pendientes fuertes. ms o menos de un dos a tres por ciento.

Secciones tpicas transversales

Movimiento de tierra

Secciones transversales: representacin de las variaciones de altura en una seccin por lo general perpendicular al eje de la va de un punto o seccin determinada.

Las secciones transversales se pueden clasificar en:

1. secciones en relleno1. secciones corte1. secciones en mixta1. secciones en encajonada ( en zona montaosa).

Esta clasificacin depende de la ubicacin del eje de la sub-rasante con relacin al terreno original.

1. Secciones en relleno: Se caracteriza porque todas la secciones se encuentran en relleno. La cota de la sub-rasante se encuentran mas elevada que la de el terreno original.

1. Secciones de corte: Se caracteriza porque la secciones se encuentran en corte o labores de excavacin n todas su rea. La cota de la sub-rasante es mas baja que la del terreno original.1. Secciones mixta: Esta se caracteriza porque en ella se producen reas en corte y en rellenos. La altura de la contra cunetas depender del tipo de terreno (suelo, rocas) y sus caractersticas fsicas mecnicas de dicho suelo que le dar estabilidad de los taludes y formacin geolgicas.

CALCULO DE AREAS

Existen diferentes mtodos para el clculo de reas los cuales son:

1. Mtodo de la ordenadas o de Simpson .1. Mtodo por triangulacin.

1. Mtodo por descomposicin de figuras.

1. Mtodo de integracin.

1. Mtodo uso del planmetro.

En la realizacin de este proyecto se tomo el mtodo de las ordenadas. Este mtodo consiste en dividir la superficie en fajas del mismo ancho mediante lneas verticales con separacin K igual entre todas. Mientras ms cercanas sean las separaciones de las lneas verticales, mayor ser la aproximacin que se logre con este mtodo.

El rea de las secciones transversales (AST) se obtiene con esta frmula:

A=yi*F.E.

A= reas de la seccin en metros cuadrados

Yi= sumatoria de las longitudes verticales

F.E.= factor de escala q represente el valor asociado en la realidad con respecto a el dibujo.

CALCULO DE VOLUMEN

Conociendo las reas de las diferentes secciones transversales por medio de cualquiera de los procedimientos ya indicados, vamos a ver como determinar el volumen de la tierra a mover.

Existen varios mtodos los cuales son:

Mtodo del reas medida

V=(A+A)*DHDonde:

V: volumen entre las secciones

A: rea de la seccin 1 (puede ser corte o relleno)

A: rea de la seccin 2

D: distancia de separacin entre la seccin 1 y 2

Mtodo del pismoide

V= (DH)/6[A+A+4Am]

En la realizacin de este proyecto se utilizo el mtodo de las reas medidas.

DIAGRAMA DE MASA

Al disear un camino no basta ajustarse a las especificaciones sobre pendientes, curvas verticales, compensacin por curvatura, drenaje, etc. Para obtener un resultado satisfactorio, sino q tambin es igualmente importante conseguir la mayor economa posible en el movimiento de la tierra. Esta economa se consigue excavando y rellenando solamente lo indispensable y acarreando los materiales la menor distancia posible y de preferencia cuesta abajo.

Este estudio de las excavaciones y de relleno, su comparacin y movimiento, se lleva a cabo mediante un diagrama llamado curva masa o diagrama de masa. La curva masa es un diagrama en el cual las ordenadas representan volmenes acumulativos de las terraceras y las abscisas de la cadena miento correspondiente.

Las variables ms significativas que podemos obtener del diagrama de masa son: 1. Volumen total de corte (m n)1. Volumen total de relleno (m c)1. Volumen total de material a ser acarreado (m s)1. Volumen total de material suelto por km de acarreo (m n km).1. Volumen total de materia a extraer en banco (m n) o lo que llamamos una mina tambin autorizada por el MIMARENA y el MOPC.1. Volumen total de material a botar (excedente) osea a transportar al botadero autorizado por el MIMARENA y el MOPC.MIMARENA= ministerio de medio ambiente y recursos naturales.

MOPC= ministerio de obras pblicas y comunicaciones.Para el clculo de las ordenadas del diagrama de masa, necesitamos conocer algunas variables como son: 1. reas de corte y relleno en cada estacin.1. Volumen de corte y relleno de cada estacin.1. Factor de contratacin/expansin.1. Los factores de contratacin y contratacin nos ayudan a homogenizar las unidades de los volmenes de corte mn3 en y las de relleno mc3.

Caractersticas y propiedades del diagrama de masa

1. El diagrama de masa siempre comienza en cero.1. En las reas de pendiente en al eje de la horizontal o cualquier lnea horizontal subida indica que el perfil longitudinal se encuentra en zona de corte.1. En las reas de pendiente en bajada indica que el perfil longitudinal se encuentra en zona de relleno.1. En los puntos mximos nos muestra un camino de zona de corte a relleno.1. En los puntos mnimos nos muestra un cambio de zona de relleno a corte.1. La altura de cualquier ordenada representa el volumen de corte aculado menos el volumen de relleno acumulado hasta esa estacin.1. Un punto de la curva de masas que corte al eje de la horizontal o cualquier lnea horizontal compensadora indica que los volmenes hasta ese punto se encuentran compensados.1. Cualquier distancia vertical entre dos puntos del diagrama de masa, da el volumen de tierra disponible entre las abscisas correspondientes.

CONCLUCION

Para el diseo geomtrica de carretera hay que adaptarse acorde a las recomendaciones para as obtener mayor beneficios y menos dificultad a la hora de disearla seleccin de los estndares de diseo geomtrica apropiado es el primer paso de cualquier carretera, eso es esencial porque no se puede usar un solo conjunto de estndares de diseo para todas las carreteras.

Hay que tratar de seleccionar la mejor ruta en lo posible para as obtener menores cortes y menores relleno, a fin de obtener menores costos en el diseo de la carretera,Es muy importante que la velocidad de diseo que seleccione sea diferente a la velocidad a la cual se espera que se maneje para as obtener exceso de velocidad y prevenir accidentes.