Caminos I Ing. Augusto García Corzo

Evaluación de Bruce para las Rutas Trazadas

ÍNDICE

SELECCIÓN DE RUTAS............................................................................................................................................... 2

1. GENERALIDADES.......................................................................................................................................... 2

2. DATOS A CONSIDERAR............................................................................................................................... 2

3. FASES DEL DESARROLLO:.......................................................................................................................... 2

3.1. CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A LA DEMANDA...............................................................................2

4. CALCULO DE LA OROGRAFÍA..................................................................................................................... 3

4.1. CUADRO DE TIPOS DE OROGRAFÍAS:.............................................................................................. 5

5. VELOCIDAD DE DISEÑO............................................................................................................................... 5

5.1. RELACIÓN ENTRE VELOCIDAD DE MARCHA Y OPERACIÓN.........................................................6

6. CALCULO DE LA PENDIENTE MAX. Y EL RADIO MÍNIMO.........................................................................6

6.1. PENDIENTE MÍNIMA............................................................................................................................ 6

6.2. PENDIENTE MÁXIMA........................................................................................................................... 7

6.3. DETERMINACIÓN DE LA Pendientes Máximas...................................................................................7

7. RADIO MÍNIMO.............................................................................................................................................. 7

8.1. LÍNEA GRADIENTE.............................................................................................................................. 9

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SELECCIÓN DE RUTAS

1. GENERALIDADES

Para el desarrollo del trabajo contamos con un plano impreso en una hoja A0 donde cada cuadricula equivale a 4 Km.

En nuestro caso desarrollaremos la Carta 20 h, ubicado en la zona central del departamento de Ancash, la cual está localizada al noreste del Perú, por las cotas notamos que es una zona accidentada que cuenta con ríos y cordilleras lo cual se tendrá que tener en cuenta para el diseño.

Para el trazado de nuestras rutas, se consideró los datos proporcionados en el plano de interferencias de anteriormente habíamos elaborado, luego con el plano ya impreso ubicamos las partes más altas, y se trató de que el trazo puedan pasar por las abras que como ya conocemos son zonas relativamente bajas. Asimismo marcamos las líneas de cumbres de las zonas más altas (cerros).Al notar que las abras no se encontraba dentro del las rutas previstas ya no se las considero.

2. DATOS A CONSIDERAR

El IMDA: 1500 veh/dia/año. Espaciamiento entre las cotas: 50m. 1/D: 1/60000 Ubicación de la vía: Rural.

3. FASES DEL DESARROLLO:

Lo primero que hicimos es saber en qué tipo de carretera nos encontramos, por la demanda que se nos dio como dato.

3.1. CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A LA DEMANDA

3.1.1. AUTOPISTAS

Carretera de IMDA mayor de 4000 veh/día, de calzadas separadas, cada una con dos o más carriles, con control total de los accesos (ingresos y salidas) que proporciona el flujo vehicular completamente continúo. Se le denominará con la sigla A.P.

3.1.2. CARRETERAS DUALES O MULTICARRIL

De IMDA mayor de 4000 veh/dia, de calzadas separadas, cada una con dos o más carriles; con control parcial de accesos. Se le denominará con la sigla MC (Multicarril).

3.1.3. CARRETERAS DE 1RA. CLASE

Son aquellas con un IMDA entre 4000-2001 veh/día de una calzada de dos carriles (DC).

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3.1.4. CARRETERAS DE 2DA. CLASE

Son aquellas de una calzada de dos carriles (DC) que soportan entre 2000-400 veh/día.

3.1.5. CARRETERAS DE 3RA. CLASE

Son aquellas de una calzada que soportan menos de 400 veh/día. El diseño de caminos del sistema vecinal < 200 veh/día se rigen por las Normas emitidas por el MTC para dicho fin y que no forman parte del presente Manual.

3.1.6. TROCHAS CARROZABLES

Es la categoría más baja de camino transitable para vehículos automotores. Construido con un mínimo de movimiento de tierras, que permite el paso de un solo Nuestra carretera es de tercera clase por los la demanda de veh/dia que tiene.

4. CALCULO DE LA OROGRAFÍA

Se realizó tres cortes en las zonas características para conocer la orografía del terreno, a continuación los datos que se obtuvieron:

Para hallar la pendiente usamos la siguiente formula:

i%=∆ y∆ x

x100

1° TRAZO DE LA OROGRAFÍA

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2250 m.s.n.m.

2500 m.s.n.m.

Δ y

Δ x

550

250

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2° TRAZO DE LA OROGRAFÍA

3° TRAZO DE LA OROGRAFÍA

Talud Promedio%=⌊( 250550 )+( 2504 50 )+( 250350 )

3∗100 ⌋

Talud Promedio%=57.48

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2500 m.s.n.m.

2750 m.s.n.m.

2000 m.s.n.m.

2250 m.s.n.m.

250

450

250

350

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4.1. CUADRO DE TIPOS DE OROGRAFÍAS:

5. VELOCIDAD DE DISEÑO

LA VELOCIDAD ES EL ELEMENTO BASICO PARA el diseño geométrico de carreteras y el parámetro de cálculo de la mayoría de los diversos componentes del proyecto.

La velocidad de diseño se define como la máxima velocidad segura y cómoda que puede ser mantenida en un tramo determinado de una vía, cuando las condiciones son favorables, que las características geométricas de la vía predominan.

Los elementos geométricos de los alineamientos horizontal, de perfil y transversal, tales como radios mínimos, pendientes máximas, distancia de visibilidad, peraltes, anchos de carriles y bermas, anchuras y alturas libres, etc. Dependen dela velocidad de diseño.

Para nuestro estudio y trazado preliminar de rutas emplearemos la velocidad de 50 Km /h.

Nos remitimos a la Tabla 101.01 con los datos de tipo de carretera y la orografía.

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TIPO 4

TIPO 1

TIPO 2

TIPO 3

45º ó 100 %

26.6º ó 50 %

5.7º ó 10 %

0º ó 0 %

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5.1. RELACIÓN ENTRE VELOCIDAD DE MARCHA Y OPERACIÓN

PARA EL DISEÑO DE NUESTRA CARRETERA, tomamos las velocidades de marcha teóricas en función de la velocidad directriz de la Tabla 204.01, del MANUAL DE DISEÑO GEOMETRICO DE CARRETERAS DG: 2001.

Según la Tabla 204.01, para velocidad directriz de 50 Km/h.

6. CALCULO DE LA PENDIENTE MAX. Y EL RADIO MÍNIMO

Para este cálculo nos remitimos a la Tabla 403.01. Del Manual de Diseño de Carreteras, para observar para la zona rural (tipo 1, 2,3).

Y la pendiente máxima es de 8.00 %, pero descontando para el trabajo final de ejecución de la carretera la pendiente es de 7.00 %.

TABLA 403.01 PENDIENTES MÁXIMA (%)

6.1. PENDIENTE MÍNIMA

Según el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (DG-2001)- 403.04.01, en los tramos en corte generalmente se evitará pendientes menores a 0.5 %.

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

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6.2. PENDIENTE MÁXIMA

Para nuestro trazado usamos la carretera de Segunda Clase y Orografía Tipo 2, como muestra el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (DG-2001).

Para la pendiente máxima nos guiamos de la Tabla 403.01 – PENDIENTES MÁXIMAS, del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (DG-2001), para el cual para una carretera de Segunda Clase y Orografía Tipo 3, nos resulta una Pendiente Máxima de 7.00 %.

De igual modo para nuestra Velocidad de Diseño de 50Km/h, nos resulta también 7.00 % de Pendiente Máxima.

6.3. DETERMINACIÓN DE LA Pendientes Máximas

EN ZONAS SUPERIORES A LOS 3000 MSNM, los valores máximos de la Tabla 403.01, se reducirá en 1.00 % para terrenos montañosos o escarpados.

En consecuencia nuestra pendiente máxima será: 8.00 – 1.00 = 7.00 %. Para trazar la Línea Gradiente se tienen que hallar las pendientes máximas de trazado y

estas se calculan mediante la siguiente formula y también son:

Lc= Ei%x1D

Dónde:

Lc = Distancia horizontal entre curvas de nivel A y B.

E = Equidistancia entre las curvas de nivel A y B.

i = Pendiente o sea la altura por vencer cuando se recorre 100m horizontales.

1/D= Escala del plano.

7. RADIO MÍNIMO

Los Radios Mínimos que se usaran en las diferentes carreteras serán: en función de la Velocidad Directriz y del peralte de acuerdo a los valores de la Tabla 402.02 del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (DG-2001).

Para nuestro caso nuestra vía se ubica en un Área Rural Tipo 3. Para una Velocidad de Diseño de 50 Km/h. Pendiente Máxima 7 %. Radio Mínimo: 85 m.

TABLA 402.02

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RADIOS MÍNIMOS Y PERALTES MÁXIMOS PARA DISEÑO DE CARRETERAS

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8. TRAZADO DE RUTAS

Para el trazado de rutas trabamos sobre un plano a escala 1/60000, con diferencia de curvas de nivel a 50 metros.

El trazado se realizo mediante un compás de precisión, previo calculo de la pendiente máxima, radio mínimo, escalas.

Otro punto necesario fue la ubicación de abras, cuencas hidrográficas, líneas de cumbre, talweng, etc.

El terreno es en parte muy escarpado. Etc.

8.1. LÍNEA GRADIENTE

La línea gradiente lo desarrollamos en los puntos de interés tomando en cuenta los puntos Ay B.

Lo principal en esta fase es tener cuidado con las pendientes a trabajar. Se realizo el trazado de 1 ruta por cada integrante del grupo adecuadas que unan

a los puntos de control.

Para el cálculo de las pendientes se tiene los siguientes datos:

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PENDIENTES

(%)

DISTANCIA

EN

TERRENO

(m)

AVERTURA

EN EL

COMPAS

(cm)

1 5,000.00

8.33

2 2,500.00

4.17

3 1,666.67

2.78

4 1,250.00

2.08

5 1,000.00

1.67

6 833.33

1.39

7 714.29

1.19

Distancia entre curvas de nivel: 50 m. Escala del plano: 1/600,000.Pendiente máxima: 8.00 %, pero por diseño se toma 7.00 %.

CUADRO Nº 01 RADIOS DE TRAZO SEGÚN LOS COMPAS

8.2. EVALUACIÓN DE RUTAS

La evaluación de las rutas se realizó por medio del método de DE BRUCE, en el cual se aplica el concepto de longitud virtual. Compara, para cada ruta o trazado alterno, sus longitudes, sus desniveles y sus pendientes, tomando en cuenta únicamente el aumento de longitud correspondiente al esfuerzo de tracción en las pendientes.

El cálculo se realizó teniendo en cuenta la siguiente definición :

X o=X+K ×∑ Y

Donde:

Xo = Longitud resistente. X = Longitud total del trazado. ∑Y = Desnivel o suma de desniveles. K = Inverso del coeficiente de tracción.

Bajo este parámetro se analiza cada ruta:

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