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Diseño de una Carretera

Diseño Geométrico de Carreteras

“El diseño geométrico es la parte más importante del proyecto integral de

carreteras, ya que a través de él se establece su configuración geométrica

tridimensional, buscando que la vía sea funcional, segura, cómoda,

estética, económica y compatible con el medio ambiente”.

Diseño Geométrico de Carreteras

El diseño Geométrico de una carretera involucra la correlación de los

siguientes elementos:

1. Elementos físicos de la vía: Los elementos físicos hacen referencia

a los alineamientos (horizontal y vertical) y las secciones transversales

2. Condiciones de operación de los vehículos: Las condiciones de

operación se refieren a las características de los vehículos que usarán la

vía (dimensiones, radios de giro, etc).

3. Características del terreno: Las características del terreno se

refieren a la topografía que presentan.

Alineamiento Horizontal

El eje de la carretera es proyectado en un plano horizontal conteniendo a las diferentes tangentes y tipos de curvas (curvas circulares y espirales)

1. Elementos físicos de las vías

Eje de la vía

Alineamiento Vertical

El eje de la carretera es proyectado en un Plano vertical paralelo, obteniéndose el perfillongitudinal (tramos rectos con pendientes unidos con curvas verticales parabólicas

Perfil longitudinal y rasante

Se analizan las secciones que se forman a lo largo de la carretera cuando es cortada conun plano perpendicular a su eje. Con ellas se puede conocer posteriormente el movimientode tierras y la necesidad de obras de arte o estructuras. Las secciones transversalescambian en tangente y en curva

SECCIONES TRANSVERSALES

SECCIÓN EN LLENO

O TERRAPLÉN

SECCIÓN MIXTA

SECCIÓN EN CORTE

O LADERA

SECCIÓN EN CORTE

O EXCAVACIÓN

La sección es diferente a la del tramo recto. Hay una inclinación de la curva circular conocida como peralte

SECCIONES TRANSVERSALES EN TRAMO CURVO

HF: Altura de faros delanteros : 0.60 mHC: Altura de ojos del conductor : 1.07 m

H : Altura de obstáculo fijo en la carretera : 0.15 m

HC: Altura de ojos de un conductor de camión o bus : 2.50 m

HL: Altura de luces traseras de un automóvil o altura perceptible de carrocería : 0.45 m

HT: Altura del techo de un automóvil : 1.30 m

HT: Altura del techo de un camión : 4.10 m

vehículos ligeros (automóviles y camionetas hasta 1.5 Tn)

2. Condiciones de operación de los Vehículos

5.8 m2.10 m

Giros mínimo de los vehículos

Fuente: Manual de diseño Geométrico para Carreteras DG 2014

3. Características del TerrenoLos terrenos pueden ser planos, ondulados o accidentados.La pendiente transversal del terreno al eje de la carretera determina 3 tipos de carretera.El tipo de terreno es importante en el sentido que limita el diseño de la carretera.Y lleva a menores niveles de servicio cuando la topografía es muy variable.

Terreno plano Terreno accidentadoTerreno ondulado

RED VIAL PERUANA

Como se diseñaba

antiguamente las

carreteras

UBICACIÓN Y TRAZADO DE RUTAS

TRES POSIBLES RUTAS

Debe ser lo

más directa posible Bajas y cortas pendientes

Debe ser

segura para todos

los usuarios

Menor costo

económico.

Minimizar

daños en el medio

ambiente

En general la ubicación de rutas en áreas urbanas y rurales deben seguir los mismos

Principios generales como:

ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DE LA VÍA

LINEA NEUTRA

DESMONTE

TERRAPLEN

PLATAFORMA

Orientación desfavorable de los

estratos con respecto a la vía.

(Fuente: Propia )

Orientación favorable de los

estratos con respecto a la vía.

(Fuente: Propia)

INFORMACIÓN REQUERIDA

PARA EL RECONOCIMIENTO DE

RUTAS

Trazo de ruta sobre plano de curvas de nivel

Información Preliminar

•Cartas nacionales (1:25000)

•Planos existentes urbanas

Información requerida para el

reconocimiento de rutas

Información Preliminar

•Fotografías aéreas

Instrumentos básicos para el reconocimiento

• Eclímetro.

• brújula.

• Altímetro (Aneroide compensado para las

temperaturas).

• Reloj.

• Prismáticos.

• Cámara fotográfica.

• Cinta métrica ( 30m mínimo).

• GPS (podrá reemplazar a alguno de los

anteriores.

• Libreta de campo, y demás útiles de

escritorio.

Reconocimiento de rutas por tierra

Trazo de rutas sobre un plano de curvas de nivel

1.

2.

3.

Alineamiento Ideal AB . (línea recta que une DP)

Alineamiento Teórico ACDB (considera DS)

Alineamiento real

TIPOS DE ALINEAMIENTOS

A

B

Dv : diferencia de cotas entre A y B

Dh : distancia horizontal entre A y B

Dv = C2-C1

Dh = Prg2-Prg1

A

B

P(%) = Dv x 100

Dh

Trazado de rutas

Método de la pendiente constante o línea de gradiente

Escala: 1:5000

Pendiente de una línea en el plano

La línea AB trazada tiene una pendiente

determinada. Si se expresa en tanto por

ciento, se obtiene como:

Los tramos en tangente en una carretera tienen valores de

pendiente que dependen de:

• La velocidad directriz.

• La orografía.

• La demanda.

Los valores máximos varían según las condiciones, pudiendo

ser por ejemplo 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%,

10%, 11% y 12%.

El valor mínimo por drenaje sugerido es 0.5%.

Se acostumbra trabajar con un valor de pendiente menor al

máximo para establecer la línea de gradiente que servirá para

determinar los posibles ejes de la carretera.

.

Línea de gradiente: está formada por la unión de puntos

trazados sobre las curvas de nivel manteniendo una pendiente

constante

EJEMPLO DE LÍNEA DE GRADIENTE

Supongamos que la pendiente máxima permitida es de 7% ), y

tenemos un plano de curvas de nivel (1/5000) con curvas

espaciadas cada 5 metros (cotas)

Abertura del compás: 100 m a escala del plano

Trazo del eje valiéndose de la línea de gradiente constante

El diseño geométrico está regido por la velocidad directriz quese define como:

“la máxima velocidad que se podrá mantener con seguridadsobre una sección determinada de la carretera, cuando lascircunstancias sean favorable para que prevalezcan lascondiciones de diseño”.

La velocidad directriz se determina mediante la demanda detráfico, el tipo de terreno y la clase de vía.

Diseño Geométrico del Camino

Velocidad

directriz Alineamiento vertical

•Demanda•Orografía•Tipo de vía

Alineamiento horizontal

Secciones transversales

GRACIAS