TEMA

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Ing. Oscar Fredy Alva VillacortaDocente de la Facultad de Ingeniería Civil

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El estudio de trazado de una carretera implica unabúsqueda continua, una evaluación de las posibles rutasque se pueden localizar en cada una de las fajas deterreno que han quedado para su estudio más detalladoterreno que han quedado para su estudio más detalladodespués de los reconocimientos y la evaluación de lasrutas.

Los métodos para realizar el reconocimiento de campo delas rutas son el terrestre y el aéreo utilizados porseparado o conjuntamente.

Reconocimiento topográfico terrestre.

Se recorrerá nuevamente cada una de las fajas seleccionadas como mejor ruta en el reconocimiento. En este recorrido se obtendrá información adicional sobre la ruta y se establecerá en ella una línea o poligonal (Línea Preliminar de trazo o “Línea P”) que constituye el trazado de la carretera, y que será la primera aproximación al eje de la futura vía.

Criterios para el trazadoEl trazo se realizará teniendo presente los siguientes criterios:

1. Tipo de vehículo que predominará en la vía,2. Radios mínimos de curvatura ( están en función de la velocidad directriz), y3. Pendientes máximas que se pueden emplear (establecido por el DG-2001)

Estudio del trazado

Según que se trate de terrenos planos o accidentados, se considera:

1. Reconocimiento de trazo en terreno plano, independiente de la gradiente; y

2. Reconocimiento de trazo en terreno accidentado, controlado por la gradiente.

1. Trazado en terreno plano independiente de la grad iente.

Se presenta este caso cuando el reconocimiento se hace en terreno llano, donde las ondulaciones tienen menor pendiente que la admitida como máxima en la carretera. La dirección del trazado puede variarse a voluntad y como no está subordinado a los accidentes del terreno, se procurará que se acerque a la línea subordinado a los accidentes del terreno, se procurará que se acerque a la línea recta.

2. Trazado en terreno accidentado, controlado por la g radiente.

Esta forma de reconocimiento se presenta en terrenos quebrados o accidentados, donde las pendientes son mayores que la admitida como máxima en el trazo, en donde es forzoso recurrir a desarrollos artificiales y a frecuentes y pronunciados cambios de direcciones en los alineamientos debido a la necesidad de buscar terreno de pendiente apropiada originando aumento de longitud en la carretera

A. Línea de Gradiente en un plano

Con el plano a curvas de nively establecidos los puntosterminales de la carretera y losterminales de la carretera y lospuntos de control, el siguientepaso será trazar la línea degradiente (Línea de banderas,línea de ceros o línea a pelode tierra).Esta línea es la base paraproyectar la Línea poligonal.Para el efecto, se necesitaconocer la pendiente y laequidistancia entre las curvasde nivel. %

100i

100

iE

Ltambiéno

iE

LEL

====

××××====⇒⇒⇒⇒====

Entonces, Lc es la distancia horizontal que se necesita para ascender odescender saltando de curva en curva contiguas. Esta longitud debe estar aescala del plano, luego la abertura o separación de las puntas del compás será:

Cálculo de la Abertura del Compás (L c)

planodelEscaladondeLC ====××××====D1

;D1

i%E

Cuando en el plano a curvas de nivel está indicada la escala gráfica,simplemente, la abertura del compás se toma directamente de esta escala.

Forma de trazar una línea de gradiente en un plano a curvas de ni velcon el compás

Cálculo de la Abertura del Compás

Como la línea de gradiente será la base para la ubicación de lapoligonal, al recorrer esta línea debe darse un coeficiente de seguridaden la pendiente utilizada. Este coeficiente varía de 0.5 a 2%, menosque la pendiente máxima de la carretera en el Estudio Definitivo o seaque la pendiente máxima de la carretera en el Estudio Definitivo o seacuando se traza el eje.

Este coeficiente varía de acuerdo al terreno y comúnmente se aplica de la forma siguiente:

� Para terrenos ondulados, el coeficiente de segurida d es de 0.5 a 1.0%

� Para terrenos accidentados, el coeficiente de segur idad es de 1 a 2%.

Calcular la abertura del compás para trazar la línea de gradiente en un plano a curvas de nivel:

• Escala 1/2000• Equidistancia de curvas es 2 m.

Ejemplo:

• Equidistancia de curvas es 2 m. • La carretera tendrá una pendiente máxima de 5% y estará ubicada en un

terreno entre topografía ondulada y accidentada.

De acuerdo a los datos E=2 m. e i = 5 – 1 % = 4% (se está aplicando un coeficiente de seguridad de 1 de acuerdo al tipo de terreno), reemplazando:

L c = (2 / 4%) x 100 x (1/2000) = 0.025 m = 2.5 cm.

planodelEscaladondeL C ====××××====D1

D1

i%E

En terrenos accidentados el unir dos puntos con una “Línea de gradiente”, es más interesante que el enlace con una línea rect a.

Imposibilidad de enlazar dos puntos con una línea recta

Cuando se permite que la línea cruce el terreno y vaya por encima o por debajo, deberán hacerse rellenos y cortes respectivamente. Partiendo de A se puede llegar a B en la cota 100; la línea que une AB tendrá una pendiente, por ejemplo -5% e ira sobre el terreno.

a) Llevar desde un origen una línea de gradiente sin especificar el punto de llegada

1. Se establece la pendiente a usar y se obtiene la abertura de compás (distancia horizontal a escala del plano).

2. Se fijan los puntos sucesivos que sigan el alineamiento más conveniente, dentro de

Casos de llevar una línea de gradiente en un plano

2. Se fijan los puntos sucesivos que sigan el alineamiento más conveniente, dentro de los límites de cortes y rellenos especificados.

Bajar de la cima de un cerro con una línea de gradiente

b) Enlazar dos puntos obligados

Entre dos puntos, el trazado de menor longitud será el que utilice la máximapendiente posible, siempre que este sea menor que la máxima permitida. Porconsiguiente, al estudiar el enlace entre dos puntos A y B con una línea de

Casos de llevar una línea de gradiente en un plano

consiguiente, al estudiar el enlace entre dos puntos A y B con una línea degradiente, habrá que determinar primero cuál es la pendiente máxima entreellos.

El procedimiento a seguir será:

1. Se comienza dibujando a vista una línea que se supone debe de estarpróxima a la línea por trazar y se mide su longitud con un curvímetro.

2. Con esta distancia y el desnivel conocido se obtiene la pendiente de la línea.

Se tienen los siguientes casos:

Es el caso más fácil de trazar, la carretera correrá longitudinalmente al valle

1º Unir dos puntos en una misma ladera o vertiente :

Si ascendemos desde “A”, recorriendo la quebrada en sentido longitudinal, las pendientessuaves al principio, gradual y progresivamente aumentan a medida que se aproximan a suorigen en la divisoria. El perfil de esta línea presenta la forma de una curva verticalcóncava hacia arriba tal como ABC.

2º Unir un punto de la divisoria y otro en el talweg

Casos que se presentan:

a) Si la pendiente media del terreno es menor que la máxima del trazado.

Casos que se presentan:

b) Si la pendiente media del terreno es mayor que la máxima del terreno.

3º Unir dos puntos separados por una divisoria

Cuando los puntos por unir están separados por una divisoria, el punto de paso será el abra elegida en el reconocimiento. Se determina la altura de cruce (h) y si se ha de pasar por un corte a cielo abierto o por un túnel. Se desciende a uno y otro lado hasta alcanzar los terrenos llanos del valle. Se hace así, porque es más fácil encajar la carretera en el valle que en la montaña. valle que en la montaña.

4º Unir dos puntos separados por un talweg o quebrada

Se presenta dos casos:

a) Que la dirección general del trazado AB sea transversal al valle.b) Que lo recorra en su sentido longitudinal CD

Cuando el valle que sigue el trazado se presta para efectuar el alargamiento de la carretera, el sistema de desarrollo es el indicado. Los desarrollos pueden ser:

1) Desarrollos en Zigzag

Desarrollos

1) Desarrollos en Zigzag2) Desarrollos contorneantes o en vuelta abierta3) Desarrollos en lazo.

1º Desarrollos en Zig Zag

Este desarrollo se efectúa en una ladera empezando del punto más bajo y ascendiendocon la pendiente media, se determina un lugar conveniente para situar una curva devolteo (lazo loop o revuelta) donde, cambiando de dirección siempre ascendiendo con lapendiente media, se busca otra zona para ubicar la curva de volteo y regresarascendiendo nuevamente.ascendiendo nuevamente.

1º Desarrollos en Zig Zag

2º Desarrollos en vuelta abierta o contorneantes

Se caracterizan porque en ellos se aprovechan las quebradas de orden superior para ganar altura. Esta es la forma más conveniente de desarrollar y es la que se debe de buscar de preferencia. Sin embargo, tienen dos desventajas:

1. Es necesario 1. Es necesario hacer obras de fábrica y rellenos al paso por las quebradas. Esto es caro.

2. Al contornear la quebrada, el trazo posiblemente será muy quebrado con muchas curvas y contracurvas de radio pequeño.

3º Desarrollos de vuelta de lazo

Se caracterizan estos desarrollos porque el trazo está localizado en una quebrada,recorriendo una de sus laderas por dos veces y por la opuesta una vez. De esta manera,se gana altura empleando ambas laderas y cruzando la corriente de agua por dos veces ya diferente altura.

3º Desarrollos de vuelta de lazo

A. Línea de Gradiente en el terreno con eclímetro

Cuando no se cuenta con unplano a curvas de nivel ocuando se desea visualizar lacuando se desea visualizar lalínea de gradiente en elterreno, se realiza el trabajo decampo para llevar la línea degradiente con el uso delEclímetro o Nivel Abney queestán gradados en grados yminutos.

Como las pendientes generalmente se expresan en porcentaje, a veces se requiere porcentaje, a veces se requiere pasar de una graduación a otra, lo cual, dentro de los valores de pendientes usuales en carreteras, se puede hacer sabiendo que 1% de pendiente corresponde a un ángulo de 0º 34’ 30”.

Supongamos que empezamos el estudio estacionados sobre la rasante, comose ve en la Figura Nº 2-27. Se coloca el eclímetro sobre un jalón de 1.50 mde alto y se mira por el instrumento al jalonero que está adelante a ciertadistancia. Si se lee 1.50 m en el jalón, ambos puntos están marcando larasante deseada, si se lee menos de 1.50 m, la rasante está en corte en elpunto donde está el jalón y si se lee más de 1.50 m, la rasante esta enrelleno.

Planta y perfil que muestran los cortes y rellenos al llevar u na línea gradiente

Formas de llevar un trazado.

a. Trazado a través de una quebrada.

Formas de llevar un trazado.

b) Trazado para descender por una ladera ondulada.

Formas de llevar un trazado.

c. Trazado para una ruta ubicada en un cerro.

Evaluación de los trazados.

La evaluación de los trazados se analizará teniendo en cuenta lostres factores principales que intervienen para compararlos desde eltres factores principales que intervienen para compararlos desde elpunto de vista de la explotación de la vía. Estos son:

� Longitudes,� Pendiente,� Curvatura.