2-diseno_en_planta_gpb.pdf

1UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIA - UPTCUNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIA - UPTCFACULTAD DE INGENIERA - TRANSPORTE Y VASFACULTAD DE INGENIERA - TRANSPORTE Y VAS

DISEO DISEO GEOMTRICO GEOMTRICO VIAL VIAL DISEODISEO HORIZONTALHORIZONTALDISEO DISEO HORIZONTALHORIZONTAL

1Orgullosos de nuestro pasado, desde Boyac edificamos el futuro de ColombiaOrgullosos de nuestro pasado, desde Boyac edificamos el futuro de Colombia

GONZALO PREZ BUITRAGOIngeniero en Transporte y Vas, UPTC.

Especialista y Magster en Vas Terrestres UNICAUCA

UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIA - UPTCUNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIA - UPTCFACULTAD DE INGENIERA - TRANSPORTE Y VASFACULTAD DE INGENIERA - TRANSPORTE Y VAS

ALINEAMIENTO HORIZONTALALINEAMIENTO HORIZONTALEs la proyeccin sobre un plano horizontal del eje de unaEs la proyeccin sobre un plano horizontal del eje de una va. Los elementos que lo integran son: tangentes, curvas circulares y curvas de transicin.

211-Oct-2010 Orgullosos de nuestro pasado, desde Boyac edificamos el futuro de ColombiaOrgullosos de nuestro pasado, desde Boyac edificamos el futuro de Colombia


CURVA DE TRANSICIN EE

CURVATURAS MS UTILIZADASCURVATURAS MS UTILIZADAS

CURVA CIRCULAR


CURVAS DE TRANSICIN ECE




ALINEAMIENTO HORIZONTAL

DEFINICIN POR

GRADO DE CURVATURA Y CUERDA UNITARIA

DEFINICIN POR CUERDA DEFINICIN POR

ARCO

RC

R

CGSen2

22

3602 R

GC


CUERDA UNITARIA RECOMENDADA:

Rc < 60m C = 5 60 < Rc < 140 m C=10 m

Rc > 160 C= 20 m


CUERDA UNITARIA Y GRADO DE CURVATURA


RC

R

CGSen2

22

3602 R

GC


CURVA CURVA CIRCULARCIRCULAR

Pi. Punto de interseccin de losalineamientos rectos

Delta () ngulos de deflexin nguloCIRCULARCIRCULAR Delta. () ngulos de deflexin. ngulode desviacin en el Pi. En elsentido de Avance del Abscisadopuede ser I o D.

G. Grado de Curvatura es la medida delngulo central de la curva quesubtiende una cuerda de determinadalongitud.

Cuerda C. Es la recta comprendida entre


pdos puntos de la curva. Normalmente sefija de acuerdo al radio,y se denominacuerda unidad. Para R40 C = 10. Para R>120 C= 20.


ELEMENTOS CUVAS CIRCULARES SIMPLES

Cmx = Es la cuerda mxima desde el PC hasta el PT.R = Radio de la curva circular.

T = Tangente de la curva circular.

Lc = Longitud de la Curva circular. Es la longitud de la poligonalinscrita en ella, cuyo lado es la Cuerda Unitaria.


E = Externa. Es la distancia mnima entre el PI y la curva.

m = Deflexin Unitaria un punto cualquiera de la curva.M = Ordenada o Flecha mxima


ELEMENTOSDE UNA CURVA CIRCULAR

* RT 2* tagRT

2*)12( SecExtRSecRE

4* tagTE

Ordenada

Externa

Tangente:

Cuerda Larga (CL=AB): 22 RSenCLCmx


GCLc

221 ersRSenVCosRM

)(*180

)( GradosRRadianesRLc Por CuerdaLongitud de la curva

Ordenada Media o Flecha

Por Arco


DEFLEXIONES Y CUERDAS EN CURVAS CIRCULARES


Deflexin por cuerda de Grado G () 2

GDeflexin por metro de curva (m) gG

C 1C

Ggm22

C = 5 m m = 6GC = 10 m m = 3GC = 20 m m = 1.5G


ALGUNAS EXPRESIONES GEOMTRICAS

22 2

2

mxCEMT

ERET

MRMCEETR

mx

22

22

22


22

2

mxCRRM


FUERZAS EN UN VEHICULO QUE GIRA

Fc cc


Calzada Horizontal, mxima influencia de la fuerza centrfuga

Si la calzada tiene una inclinacin transversal llamada PERALTE, la FC y W se decomponen en componentes paralela y perpendicular a ella.

El vehculo tender a deslizarse hacia afuera o hacia adentro dependiendo de la velocidad del vehculo.


FUERZAS EN UN VEHICULO QUE GIRAFp > WpFp = WpFp < Wp


La componente del peso del vehculo paralela la calzada es mayor que la componente de la fuerza centrfuga (vehculos pesados lentos)

Si la resultante de FC y W es perpendicular a la calzada se compensan sus componentes paralelas a ellas. Slo trabaja el peralte. VELOCIDAD DE EQUILIBRIO

El vehculo tiende a deslizarse. Trabaja la fuerza de friccin transversal, tpico de vehculos livianos


Inclinacin transversal, en relacin con la horizontal, que se da a lacalzada hacia el interior de la curva para contrarrestar el efecto de la

PERALTESPERALTES DEDE CURVASCURVAS

FFcc

FFcc cos cos FFcc sin sin

calzada hacia el interior de la curva, para contrarrestar el efecto de lafuerza centrfuga de un vehculo que transita por un alineamiento encurva. Dicha accin est contrarrestada tambin por el rozamiento entreruedas y pavimento.


P P sin sin PP P cos cos FFff

h

c


PERALTE MXIMO .VS. RADIO PERALTE MXIMO .VS. RADIO MNIMO DE CURVATURAMNIMO DE CURVATURA

El anlisis de las fuerzas que actan sobre el vehculo cuando este semueve alrededor de una curva de radio constante, indica que el peraltemximo est dado por la ecuacin:

Donde:e : Peralte en metros por metro


ft : Coeficiente de friccin lateralV : Velocidad del vehculo, (km/h)R : Radio de la curva, (m)


RELACIN VELOCIDAD RADIO DE CURVATURA -PERALTE

0fCPARALELAS FWSenCosFF 0fPARALELAS FWrFrF

fCPARALELASWfF tf

RV

gWamF cC

2

*

ePeralteTanCSen

Simplificando W. dividiendo entre Cos y si 02 WCosfWSenCosRVgWF tPARALELAS

Ff


02

tfegRV

Cos

gfeaR

Vtc )(

2

tfegVR

2

tfeKPHVmR 81.9*6.3

)()( 22

tfeKPHVmR 127

)()(2

Relacin centrfugaCos


Los radios mnimos absolutos para determinada velocidad de diseo,l l d l i i d id d l d li i d d

RADIOSRADIOS MNIMOSMNIMOS ABSOLUTOSABSOLUTOS

calculados con el criterio de seguridad ante el deslizamiento, estn dadospor la expresin:Donde:

Rm : Radio mnimo absoluto, (m)V : Velocidad especfica, (km/h)


e mx: Peralte mximo asociado a V, en tanto por unof mx: Coeficiente de friccin lateral mximo, asociado a V.Los radios mnimos absolutos calculados para las velocidades especficasindicadas a continuacin slo se deben utilizar en situaciones extremas.Debe evitarse su incorporacin sorpresiva en tramos que superan lascaractersticas mnimas, solamente se deben usar para situacionesextremas.


RADIOS MNIMOS ABSOLUTOSRADIOS MNIMOS ABSOLUTOS


10




FACTOR DE ESTABILIDAD DE UN VEHCULO QUE GIRA

Por criterio de seguridad se desprecia la t ti l d l f

02)( BWCosHCosFWSenM CA 0

2)(

2

BWCosHCosR

Vg

WWSen

componente vertical de la fuerza centrfuga:

Simplificando W dividiendo entre Cos y si

Ff

B

Hc.g

A


ePeralteTanCosSen

Simplificando W. dividiendo entre Cos y si

2

2 BHgRVe

2

BHfee t

VEHICULAR DESTABILIDA DE FACTORHBft 2

B

11


VELOCIDAD Y RADIO DE VOLCAMIENTO DE UN VEHCULO QUE GIRA

02 BSenFWCosHCosFWSenM CCA

HeBWHeBR

Vg

W22

2

22

2 BHeeBHR

V

Ff

B

Hc.g

A

HSenCosBWHCosSenBFC 22


22gR

BHeBeHgRV 22

2

BHe

BeHVBHegBeHVR

21272

22 22

BeHBHeR

BeHBHegRV

22127

22


El alineamiento horizontal debe permitir una operacin suave y segura a lavelocidad de diseo.Durante el diseo de una carretera nueva se deben evitar tramos en plantacon alineamientos rectos demasiado largos

ALGUNOS CRITERIOS GENERALESALGUNOS CRITERIOS GENERALES

con alineamientos rectos demasiado largos.Es preferible reemplazar grandes alineamientos (superiores a 1.5 km), porcurvas amplias de grandes radios (2.000 a 10.000 m) que obliguen alconductor a modificar suavemente su direccin y mantengan despierta suatencin.Las curvas circulares se corresponden con una curvatura constante, que esinversamente proporcional al valor del radio. Se utilizan sin transicin paraRadios mayores a 1000 metros


Radios mayores a 1000 metrosDeflexiones menores entre tangentes

Para ngulos de deflexin entre dos tangentes menores o iguales a 6, en elcaso de que no puedan evitarse, se realizar la unin de estas mediante unacurva circular, sin clotoides

12


CURVAS DE L MISMO SENTIDO.En el diseo con curvas espirales la entretangencia no puede ser menor a la distancia recorrida en un tiempo de 5 segundos (5 s) a la menor de las

ENTRETANGENCIASENTRETANGENCIAS MNIMASMNIMAS

la distancia recorrida en un tiempo de 5 segundos (5 s) a la menor de las Velocidades Especficas (VCH) de las curvas adyacentes a la entretangeciaen estudio.

Para diseos con curvas circulares, especialmente en terreno plano, laentretangencia no puede ser menor al espacio recorrido en un tiempo nomenor de quince segundos (15 s) a la menor de las Velocidades Especficas(VCH) de las curvas adyacentes a la entretangencia en estudio.


Por su misma naturaleza, las curvas del mismo sentido se deben considerarindeseables en cualquier proyecto de carreteras, por la inseguridad ydisminucin de la esttica que representan. Ya que por dificultades del terreno, son a veces imposibles de evitar, se debe intentar siempre el reemplazo de dos curvas del mismo sentido por una sola curva que las envuelva.


CURVAS DE DISTINTO SENTIDO.ENTRETANGENCIASENTRETANGENCIAS MNIMASMNIMAS

Considerando el empleo de curvas espirales, se puede prescindir de tramos de entretangencia rectos.

Si el alineamiento se hace con curvas circulares nicamente, la longitud de entretangencia debe satisfacer la mayor de las condiciones dadas por la longitud de transicin, de acuerdo con los valores de pendiente mnima para rampa de peraltes y por la distancia recorrida en un tiempo de 5


pa a a pa de pe a tes y po a d sta c a eco da e u t e po de 5segundos (5 s) a la menor de las Velocidades Especficas (VCH) de las curvas adyacentes a la entretangencia en estudio.

13


Se deben acondicionar entretangencias suficientemente largas que permitan cumplir con la Distancia de Visibilidad de

ENTRETANGENCIASENTRETANGENCIAS MXIMASMXIMAS

que permitan cumplir con la Distancia de Visibilidad de Adelantamiento (Da), pero en el caso que se excedan estas distancias por razones propias del diseo es necesario procurar que la longitud mxima de recta no sea superior a quince (15) veces la menor de las Velocidades Especficas (VCH) de las curvas horizontales adyacentes. Este criterio se aplica de igual forma para curvas de igual sentido como para curvas de


forma para curvas de igual sentido como para curvas de diferente sentido.


VELOCIDAD ESPECFICA DE UNA VELOCIDAD ESPECFICA DE UNA CURVA CURVA CRITERO DE CONSISTENCIACRITERO DE CONSISTENCIA


14


DIFERENCIADIFERENCIADIFERENCIA DIFERENCIA VELOCIDAD VELOCIDAD ESPECIFICA ESPECIFICA

DE CURVAS EN DE CURVAS EN TRAMOS TRAMOS

CONTIGUOSCONTIGUOS


CONTIGUOS CONTIGUOS DE UNA DE UNA

CARRETERACARRETERA


ASIGNACIN DE ASIGNACIN DE VELOCIDAD ESVELOCIDAD ESVELOCIDAD ES VELOCIDAD ES

ESPECFICAS DE CURVAS ESPECFICAS DE CURVAS HORIZONTALES Y HORIZONTALES Y

DETERMINACIN DE LAS DETERMINACIN DE LAS LONGITUDES DE LOS LONGITUDES DE LOS SEGMENTOS RECTOSSEGMENTOS RECTOS


SEGMENTOS RECTOS SEGMENTOS RECTOS

15


ASIGNACIN DE ASIGNACIN DE VELOCIDAD ESVELOCIDAD ESVELOCIDAD ES VELOCIDAD ES

ESPECFICAS DE CURVAS ESPECFICAS DE CURVAS HORIZONTALES Y HORIZONTALES Y

DETERMINACIN DE LAS DETERMINACIN DE LAS LONGITUDES DE LOS LONGITUDES DE LOS SEGMENTOS RECTOSSEGMENTOS RECTOS


SEGMENTOS RECTOS SEGMENTOS RECTOS


RELACIN ENTRE LOS RADIOS DE CURVAS HORIZONTALES CONTIGUAS DEPENDIENTES

ENTRETANGENCIA < 400 m

3011-Oct-2010

16


RELACIN ENTRE LOS RADIOS DE CURVAS HORIZONTALES CONTIGUAS DEPENDIENTES

ENTRETANGENCIA < 400 m

3111-Oct-2010


RELACIN ENTRE LOS RADIOS DE

CURVAS HORIZONTALES

CONTIGUAS

3211-Oct-2010

DEPENDIENTESENTRETANGENC

IA < 400 m

17


CURVAS ESPIRALES



CURVAS ESPIRALESMxima aceleracin centrfuga en la curva circular

cc R

Va2

circular

Aceleracin centrfuga por metro de espiral

c Vaa2


ceecu RLL

a

Aceleracin centrfuga en el punto p de la espiral

lRL

Vr

Vlaace

cup

22

Espiral la de ParmetroARLrl ce 2* 2ARL ce 2* Arl

18


PUNTO PARAMTRICO DE LA ESPIRAL

PUNTO 4: PUNTO PARAMTRICO DE LA ESPIRAL


Alr Radp 5.02r

l


CURVAS ESPIRALESNGULO AL CENTRO DE UN

PUNTO DE LA ESPIRAL

rddl 2

1Al

r

dlAld

l 0 0 2rdld

2

2

2Al

2Al 2lA


2

rl

lrl

*2**2

2

rl

rl

**90

2**180

LR

90l 180 LR

lec

2

ec 22

19


CURVAS ESPIRALESNGULO AL CENTRO DE TODA LA

ESPIRAL

ee entoncesLl Si ,

RL

LRL

c

e

ec

ee 22

2

ee

2

2

2ALe

e ee AL 2e

eLA 2

L90

RL ece 2


LAe

e

2

22 lA 2

22 eeL

l 2

RLc

ee

90RELACIONES ANGULARES

En Grados sexagesimales


FRMULAS DE ESPIRALESecLRA 2ECUACIONES FUNDAMENTALES ece RL 2

FRMULAS PARA HALLAR RC

FRMULAS PARA HALLAR Le

ec L

AR2

e

ec

LR 2 ecAR 2

ce R

AL2

ece RL 2 ee AL 2


FRMULAS PARA HALLAR e

FRMULAS PARA HALLAR EL PARMETRO A

c

ee R

L2

2

21

ALe

e2

21

ce R

A

ecLRA ecRA 2e

eLA 2

20


rddl dlCosdx dlSendy

COORDENADAS LOCALES DE UN PUNTO SOBRE LA ESPIRAL

!6!4!2

1642 Cos !7!5!3

753 Sen

lx dlCosdx 00 dldxx l

0 0

642

!6!4!21 2l

!2

12

0 nCos

nn

n

)!12(

112

0

nSen

nn

n

py

x


00 !6!4!222A

ldl

Al

Al

Aldx

x l

0 0

6

2

24

2

22

2

2

!61

2!41

2!21

21

..!6*132!4*92!2*52

6

2

24

2

22

2

2

l

All

All

Allx

9360216101

642 lx


rddl dlCosdx dlSendy

COORDENADAS LOCALES DE UN PUNTO SOBRE LA ESPIRAL

p

y

x

!7!5!3

753 Sen

lx dlSendy 00 dldxx l

0 0

753

!7!5!3

2l Al

Al

Al

Aldy

y l

0 0

7

2

25

2

23

2

2

2

2

!71

2!51

2!31

22


2

2

2Al AAAA

0 0 !72!52!322

!7*152!5*112!3*723*

2

7

2

25

2

23

2

2

2

2

l

All

All

All

Aly

756001320423

753ely

21


COORDENADAS LOCALES DE LA ESPIRAL EXPRESADAS SERIES

2

!2141 nnlx

12

!12341 nn

nnly 0 !214n nn 0 !1234n nn

0

2

!2141

n

nn

ee nnLX

0

12

!12341

n

nn

ee nnLY

2211 nnlx

1211 nnly


1 !2234n nnlx 1 !1214n nnly

1

221

!22341

n

nn

ee nnLX

1

121

!12141

n

nn

ee nnLY


HOMOTECIA O SEMEJANZA DE LAS ESPIRALES

1n

AA xxn

1A

11

n

AA yyn

en radianes


!16*33!14*29!12*25!10*21!8*17!6*13!4*9!2*512

161412108642

1Ax

!17*35!15*31!13*27!11*23!9*19!7*15!5*11!3*7!1*32

171513119753

1Ay

22


DEFLEXIONES DE UN PUNTO SOBRE LA ESPIRAL

xytg 1 Z

3 Si < 16 Z es

despreciable

x 35833 103.2101.3 xxZ

despreciable

DEFLEXIN TOTAL DE LA ESPIRAL

ZXYtg e

e

ee

31

Z en Seg

En Grados


NGULO PARA COLOCAR UNA VISUAL TANGENTE A LA ESPIRAL

5833 103.2101.3 ee xxZ


Elementos Curva de Transicin


23


ELEMENTOS DE LA ESPIRAL- CIRCULAR -ESPIRAL





24


ELEMENTOS DE LA ESPIRAL

ec 2NGULOS DE DEFLEXIN O DE GIRO

DISLOQUE O RETRANQUEO(Coordenadas del PC del crculo desplazado)

ecc VersRYp c

e

RLp

24

2

ecceccc CosRYCosRRYpR 1)(

1 CosRYp


ecc SenRXk

2

*tgpRkT c

EXTERNA cce RSecpRE

2

TANGENTE

1 ecc CosRYp

DESPLAZAMIIENTO MXCURVA CIRCULAR 2

Cos

Rh



TANGENTE LARGA (TL) Y TANGENTE CORTA (TC) DE LA ( C)ESPIRAL

eccL CtgYXT

ece

cC CscYSen

YT


22cce YXCL

ELEMENTOS DE LA CURVA CIRCULAR

ec 2 GCL cc

CUERDA LARGA (CLe) DE LA ESPIRAL

ANGULO Y LONGITUD DE

CURVA CIRCULAR RadRL ccc

25


TABLAS DE ESPIRALES O CLOTOIDESELEMENTOS DE LA ESPIRAL

CosRYpR 1 ec CosRYRR

1 1

c CosYR ecc CosRYpR 1

eccm SenRXXXk 0eccL CtgYXT

ecc RR 1

ecc

CosRR

ec

c

c

SenRX

RX

0

eccL Ctg

RY

RX

RT


ece

cC CscYSen

YT ccc RRR

ec

c

c

C CscRY

RT

2rA


TABLAS DE ESPIRALES O CLOTOIDESELEMENTOS DE LA ESPIRAL

!10*19!8*15!6*11!4*7!2*3

108642eeeee

RR !10*19!8*15!6*11!4*7!2*3cR

!9*17!7*13!5*9!3*5

97530 eeee

ecR

X

171395 mmmmmAx

Alm


!82*17!62*13!42*9!22*5 8642mAA

!92*19!72*15!52*11!32*7!1*2*3 919

7

15

5

11

3

73 mmmmmAAy

26


COORDENADAS PLANAS DE PUNTOS SINGULARES DE LAS CURVAS

COORDENADAS LOCALES DEL PC Y PT DESPLAZADOS

kX pc RpYpc

COORDENADAS PLANAS

COORDENADAS LOCALES DEL CENTRO DEL CRCULO

COORDENADAS PLANAS DEL PC Y PT DESPLAZADOS

kX O eceO CosRYY


COORDENADAS PLANAS DEL EC Y DEL CE

COORDENADAS PLANAS DEL ET Y TE


OPERACIONES DE CAMPO: LOCALIZACIN DESDE EL CE

El alineamiento tiene curvatura constante en el tramo recto () y en laconstante en el tramo recto () y en la curva circular (1/Rc) y variable en el tramo de la espiral (1/r).

La espiral diverge en ngulo y ordenada de la curva circular en la misma relacin que de la tangente inicial.


ee lLRr ee

c

ee R

L90 e

eLl

2

Z3 5833 103.2101.3 xxZ

27


CALCULO DE DEFLEXIONES DE ESPIRAL



OPERACIONES DE CAMPO: LOCALIZACIN DESDE EL CE


28


OPERACIONES DE CAMPO: LOCALIZACIN DESDE UN PUNTO INTERMEDIO DE LA ESPIRAL

i i


lLRr ee rRc

rCSeng2

2 1

2* ALRlr ee


OPERACIONES DE CAMPO: LOCALIZACIN DESDE UN PUNTO INTERMEDIO DE LA ESPIRAL


29


ECUACIONES DE LA ESPIRAL - ESPIRAL



ECUACIONES DE LA ESPIRAL - ESPIRALSe conocen los siguientes datos:

Rc, y e. e = /2LONGITUD DE LA ESPIRALLONGITUD DE LA ESPIRAL

RadRRRL ccece

2

22

9360216101

642e

eceeLX

753eeeeLY


756001320423ec

LY

SI SE CONOCE LA EXTERNA (Ee), RADIO DE LA CURVA CIRCULAR (Rc) Y NGULO DE DEFLEXIN ( )

eec CosEY 2e

756001320423

753eeee

ce

YL

30


PLANTILLAS DE ESPIRALES



PLANTILLAS DE ESPIRALES


31


TABLAS DE ESPIRALES O CLOTOIDES

2

!2141 nn

nnlx

12

!12341 nn

nnly rl 2 0 !214n nn 0 !1234n nn

0

2

!21412

n

nn

nnrx

0

12

!123412

n

nn

nnry

0

12

!21412

n

nn

nnrx

0

22

!123412

n

nn

nnry


0n 0nTau en grados centesimales, para la frmula se debe convertir a radianes


TABLAS DE ESPIRALES O CLOTOIDES

1212 nnx

2212nny

0 !2142n nnr 0 !12342n nnrTau en grados centesimales, para la aplicacin de la frmula se debe convertir a radianes


32


CLCULO DE LA LONGITUD MNIMA DE LA ESPIRAL.

CRITERIO DE LA VARIACIN UNIFORME DE LA ACELERACIN CENTRFUGA

F *Va

2Wcc amF *

cc R

a CosamWSenCosFF crcParalelas *

gm

crc ammgeam ** ePeralteTan

CosSen

Dividiendo entre Cos y como

geaa ccr geRVa ecr

2


crc ccr RcJ = Variacin gradual de la aceleracin centrfuga (m/seg3)

e

e

c

e

cr

VL

geRV

taJ

2

e

RV

JVLge

RV

JVL

c

eee

c

eee 127656.466.3

22

3

Frmula de SMIRNOFF2/41.0 segm J



CRITERIO DE LA VARIACIN UNIFORME DE LA ACELERACIN CENTRFUGA

22

e

RV

JVLge

RV

JVL

c

eee

c

eee 127656.466.3

22

3


33



CRITERIO I: DE LA VARIACIN UNIFORME DE LA ACELERACIN CENTRFUGA

Si no se tiene en cuenta el peralte: V 3Si no se tiene en cuenta el peralte:

ce JR

VL e

656.46

3

FRMULA DE W.H. SHORTT (1909)

ce R

VL e

28

3

FRMULA DE BARNETT (J=0.4 - 0.7 para velocidades de 150 a 30 KPH respectivamente (Se asume J=0 6)


crespectivamente (Se asume J=0.6)



CRITERIO II: DE TRANSICIN DEL PERALTE


se

aeL *

s

abN *

s = m = Rampa de peraltes = Pendiente relativa del borde externo de la calzada S

cecMnaeRLRA

*

34



CRITERIO III: DE PERCEPCIN O ESTTICA: Se debe percibir en forma clara el cambio de curvatura orientando adecuadamente al conductor

III.1. El disloque mnimo se fija en 0.25 m

c

e

RLp

24

2

ccce RRpRL 625.02424

4 366 CccecMn RRRLRA


III.2 : El ngulo de deflexin de la Espiral e 3

c

ee R

L90 ccece RRRL 10472.090

390

cccecMn RRRLRA 3236.010472.0*


DETERMINACIN DEL PARMETRO MNIMO DE LA ESPIRAL (Amn)


35


DETERMINACIN DEL PARMETRO MNIMO CON RELACIN AL RADIO DE CURVATURA PARA

CARRIL DE 3.65 m




36


SECUENCIA NORMAL DE CLCULO DE CURVAS ESPIRALIZADAS

1. Datos de Entrada: Vd, Rc, C, , Abscisa PI, e, a.2. Calcular la longitud mnima de la espiral , o las

Le de entrada y salida sin son asimtricas.3. Calcular los parmetros de las espirales.4. ngulos totales de deflexin a las espirales y el


ngulo de la curva circular, si este valor es negativo o la longitud de la curva resultante es menor a la distancia recorrida en un 1 a la Vd, usar espirales de vrtices.

5. Gado y longitud de curva circular.


SECUENCIA NORMAL DE CLCULO DE CURVAS ESPIRALIZADAS

6 Coordenadas cartesianas locales del EC y CE6. Coordenadas cartesianas locales del EC y CE.7. Coordenadas cartesianas locales del PC y PT

desplazados.8. Coordenadas locales del centro de la curva circular.9. Longitudes de las tangentes de la curva espiralizada.10. Tangentes corta y larga de las espirales.


g y g p11. Cuerdas largas y deflexiones al EC y CE.12. Abscisas de puntos singulares: TE, EC, CE y TE.13. Coordenadas, cuerdas y deflexiones para los

diferentes puntos de las curvas.14. Cuadros resumen de datos y resultados.

37


MTODOS DE TRANSICIN DEL MTODOS DE TRANSICIN DEL PERALTEPERALTE

1 - Girando el pavimento de la calzada al rededor de su lneacentral, el ms empleado, que permite un desarrollo msarmnico y provoca menor distorsin de los bordes de lacorona.

2 - Girando el pavimento alrededor de su borde interior,cuando si se peralta alrededor del eje central se produce


cuando, si se peralta alrededor del eje central, se produceuna depresin acentuada de su cuneta interior, para mejorarla visibilidad de la curva; o para evitar dificultades en eldrenaje superficial de la carretera, en secciones en corte.

3 - Girando el pavimento alrededor de su borde exterior,cuando se quiere destacar la apariencia del trazado.


1 - Girando el pavimento de la calzada al rededor de su lnea

MTODOS DE TRANSICIN DEL MTODOS DE TRANSICIN DEL PERALTEPERALTE

1 Girando el pavimento de la calzada al rededor de su lneacentral, el ms empleado, que permite un desarrollo msarmnico y provoca menor distorsin de los bordes de lacorona.


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DIAGRAMA DE TRANSICIN DE DIAGRAMA DE TRANSICIN DE PERALTES PARA CURVAS CIRCULARESPERALTES PARA CURVAS CIRCULARES



DIAGRAMA DE TRANSICIN DE DIAGRAMA DE TRANSICIN DE PERALTES PARA CURVAS PERALTES PARA CURVAS

ESPIRALIZADASESPIRALIZADASESPIRALIZADASESPIRALIZADAS


39


TRANSICIN DE PERALTES

eT LLXN abXN *

*LONGITUD DE APLANAMIENTO


se

s Lae*

Ts L

aeb *ebLX e

ebbLX T

Pendiente transversal (p) en un punto a una distancia x, desde un vrtice de tringulo del diagrama: s

xap *a

xp s


TRANSICIN DE PERALTES


40


TRANSICIN DE PERALTES GIRO ALREDEDOR DEL EJE



TRANSICIN DE PERALTES GIRO ALREDEDOR DEL BORDE INTERNO


41


TRANSICIN DE PERALTES GIRO ALREDEDOR DEL BORDE EXTERNO



GIROS DEGIROS DE LAS

CALZADAS PARA VAS

CON


SEPARADOR CENTRAL

42





43


TRANSICIN DEL PERALTETRANSICIN DEL PERALTE

En las curvas circulares, con tramos sin espiral, la transicin delperalte se desarrolla una parte en la tangente y la otra en la curva,exigindose en el PC y en el PT de la misma entre un 60% y un 80%del peralte total, prefirindose valores promedios de este intervalo.



TRANSICIN DEL PERALTETRANSICIN DEL PERALTE

La transicin del peraltado se debe realizar conjuntamente con la dela curvatura, en tal forma que calzada y bermas formen un soloplano en las secciones peraltadas.La longitud de transicin, con respecto a la ubicacin de los puntosprincipales TE y EC, se establece mediante la relacin:

Lt = Le + X (m)


( )Donde:Lt : Longitud de transicin, (m)Le : Longitud de espiral, (m)X : Longitud de desarrollo del bombeo normal, (m).

44


Se define la rampa de peraltes, como la diferencia relativa que existeentre la inclinacin del eje longitudinal de la calzada y la inclinacind l b d d l i d t i :

RAMPA DE PERALTESRAMPA DE PERALTES

del borde de la misma, y se determina por:

Donde:

s : Inclinacin longitudinal de la rampa de peraltes, (%)L : L it d d l t di t ( )


L : Longitud del tramo correspondiente, (m)ef: Peralte al finalizar el tramo, (%)ei: Peralte al iniciar el tramo, (%)a: Distancia del eje de giro al borde de la calzada


DESARROLLO DEL PERALTEDESARROLLO DEL PERALTE


45


VALORES MXIMOS Y MNIMOS DE LA VALORES MXIMOS Y MNIMOS DE LA PENDIENTE LONGITUDINAL PARA RAMPA PENDIENTE LONGITUDINAL PARA RAMPA

DE PERALTESDE PERALTES



FACTOR DE AJUSTE PARA EL NMERO DE FACTOR DE AJUSTE PARA EL NMERO DE CARRILES GIRADOSCARRILES GIRADOS


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DISPOSICIN DE LOS CARRILES QUE DISPOSICIN DE LOS CARRILES QUE GIRAN RESPECTO A SU EJE DE GIRAN RESPECTO A SU EJE DE

ROTACIN.ROTACIN.



DESARROLLO DE LA RAMPA DE PERALTES CON DESARROLLO DE LA RAMPA DE PERALTES CON SECCION TRANSVERSAL NULA EN EL SECTOR DE SECCION TRANSVERSAL NULA EN EL SECTOR DE

LA TRANSICIONLA TRANSICION


RAMPA DE PERALTES MAYOR A LA MNIMA ESPECIFICADA

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RRAMPA DE PERALTES MAMPA DE PERALTES MENOENOR A LA R A LA MNIMA ESPECIFICADAMNIMA ESPECIFICADA



RRAMPA DE PERALTES AMPA DE PERALTES EN FORMA DE FILO. EN FORMA DE FILO. LONGITUDES DE TRANSICIN DEMASIADO LONGITUDES DE TRANSICIN DEMASIADO

LARGAS.LARGAS.


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SOBREANCHOSCUANDO R

49


GEOMETRA PARA DETERMINAR EL SOBREANCHOGEOMETRA PARA DETERMINAR EL SOBREANCHO

Mediante la siguiente relacin se puede calcular su valor



DIMENSIONES PARA EL CLCULO DEL SOBREANCHO EN LOS VEHCULOS DE

TIPO RGIDO


50


DIMENSIONESDIMENSIONESDE VEHICULOS PESADOS DE DE VEHICULOS PESADOS DE TIPO RIGIDO, PRODUCIDOS EN COLOMBIATIPO RIGIDO, PRODUCIDOS EN COLOMBIA


Se asume un valor para L de 8 metros, que corresponde al vehculo de diseoBus tipo 580,


TRANSICIN DEL SOBREANCHO


51







52


SOBREANCHO DE LA CALZADA SOBREANCHO DE LA CALZADA

nn LLSS



DDETERMINACIN DE VALORES DE DISEOETERMINACIN DE VALORES DE DISEODEL SOBREANCHODEL SOBREANCHO

LLSSSS nn 121


El sobreancho en una curva f (x) de:- Ancho de la calzada en recta.- Radio de la curva horizontal, para la cual se desea determinar el sobreancho.- Distancia comprendida entre la parte delantera y el eje trasero del vehculo

de diseo adoptado,

53


SOBREANCHO DE LA CURVA PARA UN SOBREANCHO DE LA CURVA PARA UN CARRIL EN VAS TERCIARIASCARRIL EN VAS TERCIARIAS

RnLS2

2



SOBREANCHO DE LA CURVA PARA SOBREANCHO DE LA CURVA PARA VEHCULOS ARTICULADOSVEHCULOS ARTICULADOS


54


Dimensiones para el clculo del Dimensiones para el clculo del sobreanchosobreanchorequerido por el vehculo articulado representarequerido por el vehculo articulado representa--

tivotivo del parque automotor colombianodel parque automotor colombiano



CLCULO DEL SOBREANCHO PARA VEHCULOS CLCULO DEL SOBREANCHO PARA VEHCULOS ARTICULADOSARTICULADOS


S: Sobre ancho requerido por la calzada, en metros.Ac: Ancho de la calzada en curva, en metros.

AT: Ancho de la calzada en tangente, en metros.

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n: Nmero de carriles de la calzada.U: Ancho ocupado por el vehculo cuando est describiendo la trayectoria en la

curva, en metros. Se calcula por frmula.C: Espacio lateral de seguridad en funcin del ancho de la calzada que requiere

cada vehculo, en metros.


FA: Avance del voladizo delantero del vehculo sobre el carril adyacente, cuando est describiendo la trayectoria curva. Se calcula por frmula

Z: Sobreancho adicional de seguridad, que depende de la curvatura y de la Velocidad Especfica de la curva horizontal (VCH) y cuyo propsito es facilitar la conduccin sobre la curva, en metros. Este valor es experimental. Se calcula por frmula



U, L1, L2 y L3: Ancho del vehculo en tangente y dimensiones del vehculo en metros. . (Valores Tabulados manual INVAS)

RC: Radio de la curva, en metros.A: Valor de la longitud del voladizo o saliente delantero del vehculo,

t T bl d di i


en metros. Tabla de dimensiones

2-diseno_en_planta_gpb.pdf

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