diseÑo de carreteras parte 7

El alineamiento horizontal deberá permitir la operación ininterrumpida de los vehículos, tratando de conservar la misma velocidad directriz en la mayor longitud de carretera que sea posible.

De acuerdo a nuestro ejemplo contamos con los siguientes datos:Vía Tipo 3 por su condición orográfica de dos carrilesVd = 30 km/hr

ANCHO DE CALZADASe define el ancho de calzada conforme a NDG en la tabla

304.01Datos definidosTipo de vía : MulticarrilVelocidad de diseño : 30 Km/hSegún su orografía : Carretera Tipo 3

De acuerdo a la Tabla 304.01 definimos el ancho de la calzada.Ancho de Calzada : 6.00 metros

ANCHO DE BERMASDe acuerdo a la Tabla 304.02 definimos el ancho de la bermas.Ancho de Calzada : 0.50 metros

BOMBEOS DE CALZADASe define el bombeo de la calzada conforme a NDG en la Tabla 304.03. La vía se proyecta en zona de costa con una precipitación menor de 500 mm/año.Se considera el uso de pavimento superiorDe acuerdo a la Tabla 304.03 definimos el bombeo de calzadaBombeo de calzada : 3.00%

VALORES DE PERALTE MAXIMOSe define el peralte de la calzada conforme a NDG en la Tabla 304.04. El tramo de diseño se encuentra en zona rural.De acuerdo a la Tabla 304.04 definimos el bombeo de calzadaPeralte Máximo Absoluto : 12.00%Peralte Máximo Normal : 8.00%Nota : Para transición de bombeo a peralte será a lo largo de la curva

Con el fin de contrarrestar la acción fuerza centrifuga, las curvas horizontales deben ser peraltadas.Los valores máximos del peralte, son controlados por algunos factores como:Condiciones climáticas, orografía, zona ( rural o urbana) y a la frecuencia de vehículos pesados de bajo movimiento, en términos generales se utilizaran como valores máximos los siguientes:

CONSIDERACIONES DE DISEÑO (NDG TOPICO 402.02)

En el caso de ángulos de deflexión pequeños, iguales o inferiores a 5º, los radios deberán ser suficientemente grandes para proporcionar longitud de curva mínima L, obtenida con la fórmula siguiente:

L > 30 (10 - ), < 5º

(L en metros; en grados)

No se usará nunca ángulos de deflexión menores de 59' (minutos).

La longitud mínima de curva (L) será:

Conforme a la Norma de Diseño Geométrico se verifica los ángulos de deflexión entre tangentes son para C-1: 90º26'24" (90.44), C-2: 150º15'00" (150.25) y para C-3: 38º50'24" (38.84), estos son mayores a 5º por lo que esta restricción no es aplicable.

TRAMOS EN TANGENTE (NDG TOPICO 402.03)A efectos de la presente Norma, en caso de disponerse el elemento tangente, las longitudes mínima admisible y máxima deseable, en función de la velocidad de proyecto, serán las dadas en la Tabla 402.01

Velocidad de diseño (V.D.) = 30 Km/hr

TABLA 402.01 LONGITUD DE TRAMOS EN TANGENTE

Vd L min.s L min.o L máx(Km/h) (m) (m) (m)

30 42 84 50040 56 111 66850 69 139 83560 83 167 100270 97 194 116980 111 222 133690 125 250 1503

100 139 278 1670110 153 306 1837120 167 333 2004130 180 362 2171140 195 390 2338150 210 420 2510

Se tiene:

L min.s = 42 (Curvas en sentido contrario)L min.o = 84 (Curvas en mismo sentido)L máx. = 500 (longitud maxima) (sueño)

RADIOS MÍNIMOS Y PERALTES MÁXIMOS PARA DISEÑO DE CARRETERAS

Rm =               V2                 127 (Pmáx + ƒ máx)

Rm : Radio Mínimo AbsolutoV : Velocidad de DiseñoPmáx ; Peralte máximo asociado a V (en tanto por uno).ƒ máx : Coeficiente de fricción transversal máximo asociado a V.

Velocidad de diseño (V.D.) = 30 Km/hrUbicación de la vía = Área Rural Tipo 3

De la tabla se obtienePeralte = 12%Radio mínimo = 25 m.

Alternativa :

Identificado el Radio de Diseño se puede trabajar con los Ábacos del Tópico 304.05.03 de la NDGAsí de la figura 304.05 Peralte en zona rural

Radio de Diseño Mínimo = 30 m.Peralte Máximo = 12%

TRANSICION EN PERALTE (NDG TOPICO 402.05)

La variación del peralte requiere una longitud mínima, de forma que no se supere un determinado valor máximo de la inclinación que cualquier borde de la calzada tenga con relación a la del eje del giro del peralte.ipmax = 1,8 - 0,01*V

ipmáx : Máxima inclinación de cualquier borde de la calzada respecto al eje de la misma (%).V :Velocidad de diseño (Kph).

Determinación de ipmax

ipmax = 1.8-0.01(30)ipmax = 1.50

La longitud del tramo de transición del peralte tendrá por tanto una longitud mínima definida por la ecuación:

Lmín : Longitud mínima del tramo de transición del peralte (m).pf : peralte final con su signo (%)pi : peralte inicial con su signo (%)B : distancia del borde de la calzada al eje de giro del peralte (m).

SOBREANCHOS (NDG TOPICO 402.06)Las secciones en curva horizontal, deberán ser provistas del sobreancho necesario para compensar el mayor espacio requerido por los vehículos para transitar por la curva.

Para radios mayores asociados a velocidades mayores de 80 km/hr el valor del sobreancho será calculado en cada caso.

Sa : Sobreancho (m)n : Número de carrilesR : Radio (m)L : Distancia entre eje posterior y parte frontal (m)V : Velocidad de Diseño (Kph)

La Norma de Diseño Geométrico proporciona la Tabla 402.04 para determinación de sobreanchos, sin embargo los datos de la tabla están en función a un vehículo de tipo C-2. (Vehículos construidos principalmente para el transporte de Pasajeros sentados y, también diseñados para permitir el transporte de pasajeros de pie en el pasadizo y/o en un área que no excede el espacio provisto para dos asientos dobles.)

TRANSICION DEL PERALTE (NDG TOPICO 402.07.06)Desde el punto de inflexión (peralte nulo) al dos por ciento (2%)

DESARROLLO DEL SOBRE ANCHO (NDG TOPICO 402.07.07)Aaaa

DISEÑO DE CURVA HORIZONTAL C-1Datos Generales

Velocidad de Diseño Vd = 30 Km/hrRadio de Diseño R = 76 m.Bombeo Pi = -2%Ancho de calzada B = 6 m.Numero de carriles n = 2 und

Consideración de vehículo de diseño para sobreanchos

Longitud Eje posterior y parachoque (Vehículo C-2) = 7.3 m.

A efectos de la presente Norma, en caso de disponerse el elemento tangente, las longitudes mínima admisible y máxima deseable, en función de la velocidad de proyecto, serán las dadas en la Tabla 402.01

L min.s = 42 (Curvas en sentido contrario)L min.o = 84 (Curvas en mismo sentido)L máx. = 500 (longitud máxima)

Para el tramo en tangente entre las dos curvas horizontales de acuerdo al trazo tenemos

L = 76.586 m. (sub tangente)

Al tratarse de curvas en sentido contrario esta de acuerdo a la Norma de Diseño Geométrico.

CALCULO DE PERALTEIdentificado el Radio de Diseño se puede trabajar con los Ábacos del Tópico 304.05.03 de la NDGAsí de la figura 304.05 Peralte en zona rural

Radio de Diseño Mínimo R = 76 m.Peralte Máximo pf = 7.2%

TRANSICION EN PERALTE Determinación de ipmaxipmax = 1.8-0.01(30)ipmax = 1.50

Calculo de longitud de Tramo de transición de peralte

Lmín = (((7.2 – (-2))/1.5) * 6 = 36.8 m.

Asumimos

Lmín = 40 m.

CALCULOS DE N (DISTANCIA DE ATENUACION DE BOMBEO)

N = (6)*(2) / (1.5) = 8.00N = 8.00 mAsumimosN = 8.00 m.

SOBREANCHOS

Sa = 2*(76 – SQRT(76^2 – 7.3^2)) + 30/(10*SQRT(76))Sa = 1.047 m.AsumimosSa = 1.10 m.

DISEÑO DE CURVA HORIZONTAL C-2Datos Generales

Velocidad de Diseño Vd = 30 Km/hrRadio de Diseño R = 25 m.Bombeo Pi = -2%Ancho de calzada B = 6 m.Numero de carriles n = 2 und

Consideración de vehículo de diseño para sobreanchos

Longitud Eje posterior y parachoque (Vehículo C-2) = 7.3 m.

CALCULO DE PERALTEIdentificado el Radio de Diseño se puede trabajar con los Ábacos del Tópico 304.05.03 de la NDGAsí de la figura 304.05 Peralte en zona rural

Radio de Diseño Mínimo R = 76 m.Peralte Máximo pf = 12%

TRANSICION EN PERALTE Determinación de ipmax

ipmax = 1.8-0.01(30)ipmax = 1.50

Calculo de longitud de Tramo de transición de peralte

Lmín = (((12 – (-2))/1.5) * 6 = 56.0 m.

Asumimos

Lmín = 60 m.

CALCULOS DE N (DISTANCIA DE ATENUACION DE BOMBEO)

N = (6)*(2) / (1.5) = 8.00N = 8.00 mAsumimosN = 8.00 m.

SOBREANCHOS

Sa = 2*(25 – SQRT(25^2 – 7.3^2)) + 30/(10*SQRT(25))Sa = 2.779 m.AsumimosSa = 2.80 m. pero el radio es mínimo, se puede ampliar a 4.00 m

DISEÑO DE CURVA HORIZONTAL C-3Datos Generales

Velocidad de Diseño Vd = 30 Km/hrRadio de Diseño R = 86 m.Bombeo Pi = -2%Ancho de calzada B = 6 m.Numero de carriles n = 2 und

Consideración de vehículo de diseño para sobreanchos

Longitud Eje posterior y parachoque (Vehículo C-2) = 7.3 m.

CALCULO DE PERALTEIdentificado el Radio de Diseño se puede trabajar con los Ábacos del Tópico 304.05.03 de la NDGAsí de la figura 304.05 Peralte en zona rural

Radio de Diseño Mínimo R = 86 m.Peralte Máximo pf = 6.7%

TRANSICION EN PERALTE Determinación de ipmax

ipmax = 1.8-0.01(30)ipmax = 1.50

Calculo de longitud de Tramo de transición de peralte

Lmín = (((6.7 – (-2))/1.5) * 6 = 34.8 m.

Asumimos

Lmín = 35 m.

CALCULOS DE N (DISTANCIA DE ATENUACION DE BOMBEO)

N = (6)*(2) / (1.5) = 8.00N = 8.00 mAsumimosN = 8.00 m.

SOBREANCHOS

Sa = 2*(86 – SQRT(86^2 – 7.3^2)) + 30/(10*SQRT(86))Sa = 0.944 m.AsumimosSa = 1.00 m.

EJEMPO 2

SECCION PROGRESIVA DISTANCIA COTA TERRENO

1 0+000 246.672 0+100 100.00 246.533 0+200 100.00 248.004 0+300 100.00 246.865 0+400 100.00 254.006 0+500 100.00 247.047 0+600 100.00 240.008 0+700 100.00 236.129 0+800 100.00 230.1210 0+900 100.00 229.7311 1+000 100.00 231.1612 1+100 100.00 233.1813 1+200 100.00 232.0014 1+300 100.00 234.0015 1+400 100.00 238.0116 1+458.20 58.20 241.28

Se requiere construir una obra vial para unir una capital de departamento con la moderna red vial del país vecino a dicha Región.

SECCION PROGRESIVA DISTANCIA COTA DIF.ALTURA PENDIENTE CLASIFICACIONTERRENO (m) (%) Tipo Terreno

1 0+000 246.672 0+100 100.00 246.53 0.14 0.14 Plano3 0+200 100.00 248.00 -1.47 -1.47 Plano4 0+300 100.00 246.86 1.14 1.14 Plano5 0+400 100.00 254.00 -7.14 -7.14 Ondulado6 0+500 100.00 247.04 6.96 6.96 Ondulado7 0+600 100.00 240.00 7.04 7.04 Ondulado8 0+700 100.00 236.12 3.88 3.88 Plano9 0+800 100.00 230.12 6.00 6.00 Ondulado10 0+900 100.00 229.73 0.39 0.39 Plano11 1+000 100.00 231.16 -1.43 -1.43 Plano12 1+100 100.00 233.18 -2.02 -2.02 Plano13 1+200 100.00 232.00 1.18 1.18 Plano14 1+300 100.00 234.00 -2.00 -2.00 Plano15 1+400 100.00 238.01 -4.01 -4.01 Plano16 1+458.20 58.20 241.28 -3.27 -5.62 Ondulado

Evaluación en sentido Longitudinal.

Evaluación en sentido Transversal SECCION PROGRESIVA DISTANCIACOTA INICIAL COTA FINAL DIF.ALTURA PENDIENTE OROGRAFIA

(m) (%)1 0+000 40 247.26 246.21 1.05 2.62 Tipo I2 0+100 40 246.00 247.83 -1.83 -4.58 Tipo I3 0+200 40 248.29 248.00 0.29 0.72 Tipo I4 0+300 40 248.24 246.00 2.24 5.60 Tipo I5 0+400 40 253.78 254.00 -0.22 -0.55 Tipo I6 0+500 40 246.38 249.56 -3.18 -7.95 Tipo I7 0+600 40 240.00 240.42 -0.42 -1.05 Tipo I8 0+700 40 236.53 235.33 1.20 3.00 Tipo I9 0+800 40 229.67 231.64 -1.97 -4.93 Tipo I10 0+900 40 228.99 231.34 -2.35 -5.87 Tipo I11 1+000 40 230.68 232.39 -1.71 -4.27 Tipo I12 1+100 40 232.00 234.75 -2.75 -6.88 Tipo I13 1+200 40 232.00 232.00 0.00 0.00 Tipo I14 1+300 40 234.00 234.03 -0.03 -0.08 Tipo I15 1+400 40 239.26 238.00 1.26 3.15 Tipo I16 1+458.20 40 242.00 240.39 1.61 4.03 Tipo I

Por los datos obtenidos tenemos que esta es una vía que se clasifica:•Por su función pertenece a la Red vial primaria o sistema nacional•Por su demanda es Carretera dual o multicarril (MC)•Por su orografía es del tipo 1

VISIBILIDAD DE PARADADISTANCIA DE PARADA

Dp = (100*2)/3.6 + (100^2)/254(0.35-0.08)

Dp = 201.37 m. Por Abaco Dp = 214.00 m.

Ahora, para determinar la distancia de paso (Da), lo haremos utilizando el ábaco de la figura 402.06 del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras DG 2001:

Da = 530 m.

DISEÑO DE CURVA HORIZONTAL C-1

Datos Generales

Velocidad de Diseño Vd = 100 Km/hrRadio de Diseño R = 900 m.Bombeo Pi = -2%Ancho de calzada B = 7.2 m.Numero de carriles n = 2 und

Consideración de vehículo de diseño para sobreanchos

Longitud Eje posterior y parachoque (Vehículo C-3) = 9.7 m.

A efectos de la presente Norma, en caso de disponerse el elemento tangente, las longitudes mínima admisible y máxima deseable, en función de la velocidad de proyecto, serán las dadas en la Tabla 402.01

L min.s = 139 m. (Curvas en sentido contrario)L min.o = 278 m. (Curvas en mismo sentido)L máx. = 1670 m. (longitud máxima)

CALCULO DE PERALTEIdentificado el Radio de Diseño se puede trabajar con los Ábacos del Tópico 304.05.04 de la NDGAsí de la figura 304.04 Peralte en zona rural

Radio de Diseño Mínimo R = 900 m.Peralte Máximo pf = 6%

TRANSICION EN PERALTE Determinación de ipmaxipmax = 1.8-0.01(100)ipmax = 0.80

Calculo de longitud de Tramo de transición de peralte

Lmín = (((6.0 – (-2))/0.8) * 7.2 = 90.0 m.

Asumimos

Lmín = 90 m.

CALCULOS DE N (DISTANCIA DE ATENUACION DE BOMBEO)

N = (7.2)*(2) / (0.8) = 18.00N = 18.00 mAsumimosN = 20.00 m.

SOBREANCHOS

Sa = 2*(900 – SQRT(900^2 – 9.7^2)) + 100/(10*SQRT(900))Sa = 0.438 m.AsumimosSa = 0.50 m.

DISEÑO DE CURVA HORIZONTAL C- 2Datos Generales

Velocidad de Diseño Vd = 100 Km/hrRadio de Diseño R = 395 m.Bombeo Pi = -2%Ancho de calzada B = 7.2 m.Numero de carriles n = 2 und

Consideración de vehículo de diseño para sobreanchos

Longitud Eje posterior y parachoque (Vehículo C-3) = 9.7 m.

CALCULO DE PERALTE

Identificado el Radio de Diseño se puede trabajar con los Ábacos del Tópico 304.05.03 de la NDGAsí de la figura 304.04 Peralte en zona rural

Radio de Diseño Mínimo R = 395 m.Peralte Máximo pf = 8 %

TRANSICION EN PERALTE Determinación de ipmax

ipmax = 1.8-0.01(100)ipmax = 0.80

Calculo de longitud de Tramo de transición de peralte

Lmín = (((8 – (-2))/0.8) * 7.2 = 34.8 m.

Asumimos

Lmín = 108 m.

CALCULOS DE N (DISTANCIA DE ATENUACION DE BOMBEO)

N = (7.2)*(2) / (0.8) = 18.00N = 18.00 mAsumimosN = 20.00 m.

SOBREANCHOS

Sa = 2*(395 – SQRT(395^2 – 9.7^2)) + 100/(10*SQRT(395))Sa = 0.741 m.AsumimosSa = 0.80 m.

GRACIAS