curso de diseñovifgal i 2015-4.5 y 6ta semana

DISEO VIAL I DR. ING. RAUL PUMARICRA PADILLA

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ALINEAMIENTO Es la unin de la mayor cantidad de puntos de la lnea de gradiente mediante lneas rectas y cuyos cambios de direccin sern enlazados con curvas horizontales. Se deber mantener las distancias de tramos en tangente tanto en curvas reversas consecutivas, indicadas en la tabla 402.01 del manual de DG-2001.

TABLA 402.01

LONGITUD DE TRAMOS EN TANGENTE

Vd(Km/h) Lmin.s (m) Lmin.o(m) Lmx(m)

30 42 84 500

40 56 111 668

50 69 139 835

60 83 167 1002

70 97 194 1169

80 111 222 1336

Lmin.s (m)=Longitud mnima (m)para curvas en S

Lmin.o(m)= Longitud mnima(m) para curvas en el mismo sentido

Lmx(m)= Longitud mxima en(m.)


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6,1 CURVAS HORIZONTALES.

Permiten la unin entre dos alineamientos de diferente sentido. En una va de primer orden se recomienda emplear no ms de cuatro curvas horizontales en 1 Km. Debe evitarse pasar de una zona de curvas de gran radio a otras de radio marcadamente menores. Deber pasarse en forma gradual.

6.1.1 ELEMENTOS DE UNA CURVA HORIZONTAL

ANGULOS DE DEFLEXIN:

Es el ngulo en sentido horario formado entre la proyeccin del primer

alineamiento con el siguiente alineamiento. Se determina formando un

tringulo rectngulo o con el transportador.

Se pueden calcular

Tan =( 34 / 33 ) = 455118.35

34m.

33m.


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Radio: Deber ser mayor o igual al mnimo (tabla 402.01g), y se puede determinar

usando plantillas de crculos o calculando el valor de la externa.


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FORMULAS USUALES:

T = R tan (/2)

PC = PI - T

LC = ( )/180

PT = PC + LC E = R (Sec (/2) 1 )


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TABLA 402.01g

RADIOS MNIMOS Y PERALTES MXIMOS PARA DISEO DE CARRETERAS.

Ubicacin de la Va Velocidad de

diseo (Kph) mx. mx.

Radio

calculado(m)

Radio

Redondeado(m)

rea Urbana

(Alta

Velocidad)

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

4,00

0,17

0,17

0,16

0,15

0,14

0,14

0,13

0,12

0,11

0,19

0,08

0,07

0,06

33,7

60,0

98,4

149,2

214,3

280,0

375,2

835,2

1108,9

872,2

1108,9

1403,0

1771,7

35

60

100

150

215

280

375

495

635

875

1110

1405

1775

rea Rural

(con peligro

de Hielo)

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

6,00

0,17

0,17

0,16

0,15

0,14

0,14

0,13

0,12

0,11

0,09

0,08

0,07

0,09

30,8

54,8

89,5

135,0

192,9

252,9

437,4

560,4

755,9

950,5

1187,2

1476,4

755,9

30

55

90

135

195

255

335

440

560

755

950

1190

1480

Area Rural

(Tipo 1,2

3)

30

40

50

60

70

80

90

100

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

0,17

0,17

0,16

0,15

0,14

0,14

0,13

0,12

28,3

50,4

82,0

123,2

175,4

229,1

303,7

393,7

30

50

85

125

175

230

305

395


6

110

120

130

140

150

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

0,11

0,09

0,08

0,07

0,06

501,5

667,0

831,7

1028,9

1265,5

505

670

835

1030

1265

6.1.2 APLICACIN

Pto R

m.

Lc

m.

T

m.

PI

m.

PI T

m.

Pc + Lc Pc PT

1 455621.09 50 40.09 21.19 153 131.81 171.90 12+11.81 16+11.90

2 252427.79 100 44.34 22.54 365.71 343.17 387.51 34+3.17 38+7.51

3 108265.82 100 189.25 138.74 885.97

747.23 936.48 74+7.23 92+16.48

Dist. PI2PT1= 193.81


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6.1.3 REPLANTEO DE CURVAS CIRCULARES HORIZONTALES USANDO EL

METODO DE DEFLEXIONES.

Curva #1 :

a) Cuadro de los elementos de la curva:

Curva N R L T E P I P C P T

1 90 50 78.54 50 20.71 0 + 436.0 0 + 386.0 0 + 464.54

b) calculo para el replanteo considerando arcos de 10m:

R / 10 = 50 / 10 = 5.0 no se debe utilizar arcos mayores de 5m; pero

se impone usar arcos de 10m, luego se debe

calcular la longitud de las cuerdas

correspondientes a los arcos mayores de R / 10.

c) Estacado grafico:

En el croquis para determinar las estacas que se debern replantear.

d) Calculo de los ngulos de deflexin parcial (d):

para el arco de 4.00m : d = 28.64789 ( 4.00 / 50) = 2 17 31


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para el arco de 10.0m : d = 28.64789 ( 10 / 50) = 5 43 46

para el arco de 4.54m : d = 28.64789 ( 4.54 / 50) = 2 36 04

e) Calculo de las cuerdas correspondiente a los arcos de 10 > R / 10

C = 2Rsen d = 2 ( 50 ) sen 2 17 31 = 3.998 m

C = 2Rsen d = 2 ( 50 ) sen 5 43 46 = 9.983 m

C = 2Rsen d = 2 ( 50 ) sen 2 36 04 = 4.538 m

Cuadro del replanteo por deflexiones:

ESTACA

N

ARCO CUERDA DEFLEXION

PARCIAL TOTAL

PC( 38 + 06 ) ---------- ---------- ---------- ----------

39 + 00 4.00 3.998 2 17 31 2 17 31

40 + 00 10.00 9.983

5 43 46 8 01 17

41 + 00 10.00 9.983 5 43 46 13 45 03

42 + 00 10.00 9.983 5 43 46 19 28 49

43 + 00 10.00 9.983 5 43 46 25 12 35

44 + 00 10.00 9.983 5 43 46 30 56 21

45 + 00 10.00 9.983 5 43 46 36 40 07

46 + 00 10.00 9.983 5 43 46 42 23 53

PT( 46 + 4.54 ) 4.54 4.538 2 36 04 44 59 57

/ 2 = 90 / 2 = 45 00 00

Luego: Error Angular = 45 00 00 - 44 59 57 = 3

Se compensa los 8 ltimos ngulos de deflexin con +0.375.


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PERFIL LONGITUDINAL 7.00 PERFIL LONGITUDINAL Tiene por finalidad definir la pendiente (s) del trazo de una carretera. Su plano se dibuja en escala horizontal 1/1000 o 1/2000 y escala vertical 1/100 o 1/200 manteniendo una relacin de 1/10. La escala ms utilizada es 1/2000 y 1/200. 7,1 PROCEDIMIENTO. 1.- Calcular las cotas de terreno de cada una de las progresivas entre Ay B del plano de trazo de la carretera.

PROGRES. COTA DE

TERRENO(m) PROGRES. COTA DE

TERRENO(m) PROGRES. COTA DE

TERRENO(m)

00 2660.0 10 2655.4 16 2653.4

02 2658.2 12 2655.5 17 2651.5

04 2656.6 14 2654.8 18 2649.8

06 2655.8 14+0.66(PC) 2654.5 19 2648.2

08 2655.0 15 2654.3 19+5.99(PT) 2648.0


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INTERPOLACIN .: a) Se traza una lnea perpendicular entre las dos curvas de nivel que pase

por la progresiva que se desea interpolar.

b) Se traza una lnea auxiliar a partir de uno de los puntos, el cual tenga 10

divisiones, de tal manera que cada divisin represente 0.20m.

c) Se une el extremo de la lnea auxiliar con el otro extremo de la

perpendicular de tal manera de formar un tringulo.

d) Sobre la base de este triangulo se traza una lnea paralela que pase por

la progresiva a interpolar.

e) Tomamos lectura de donde la paralela corto la lnea auxiliar. Si la lnea

auxiliar empez en la cota 98 y esta fue cruzada por la lnea paralela en

el punto 0.8. Entonces la cota de la progresiva ser 98.8.

2.- Replanteamos estos puntos, en un plano cuadriculado teniendo en cuenta que en la lnea vertical irn las cotas de terreno y en la escala horizontal las progresivas. 3.- Unimos los puntos replanteados con segmentos que conformarn una lnea, est lnea ser el Perfil del terreno. 4.- Unimos los puntos extremos con una o varias lneas continuas (perfil de la subrasante) de tal manera que al interceptarse con el perfil del terreno, se buscar compensar las reas superiores al terreno (corte) con las reas inferiores (relleno).


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Tener en cuenta que el tramo de cambio de cada subrasante debe tener una longitud mayor de 200m.

5.- Procedemos a realizar los clculos de pendiente, cota de subrasante, altura de corte y altura de relleno ubicados en la parte inferior de los perfiles.


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a)La pendiente (+) o (-) se determina de la siguiente manera:

Diferencia de cotas (altura) 50m.

Proyeccin H 1-1 (medicin a escala)

P1-1 = Diferencia de altura x 100%

Proyeccin H 1-1

P= (1507.6- 1502) x 100 = +4.67% 120 b) La cota de subrasante: Cota subr.de una prog = Cota Inic.Prog 00 +- (pend.)(distanc.desde Prog.00 a dicha prog.) 100 Cota subr. Prog 02= 1502 + (4.67%) 20 = 1502.93 100 Cota subr. Prog 04= 1502 + (4.67%) 40 = 1503.87 100 c) Altura de corte y relleno: Si al restar la cota de terreno menos la cota de la subrasante.el valor es positivo, ser altura de corte. Pero si el valor es negativo ser altura de relleno. Prog 02: 1503- 1502.93 = +0.07 (positivo) entonces le corresponde altura de corte. Prog 04: 1503.8- 1503.87 =- 0.07 (negativo) entonces le corresponde altura de relleno. e) Se dibuja el alineamiento del trazo en forma de lnea recta indicando si hay curvas a la derecha o a la izquierda, colocando el N de curva, el ngulo de deflexin y el radio.


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7.2 CURVAS VERTICALES

403.03.01 Necesidad de Curvas Verticales

Los tramos consecutivos de rasante, sern enlazados con curvas verticales parablicas cuando la diferencia algebraica de sus pendientes sea de 1%, para carreteras con pavimento de tipo superior y de 2% para las dems.

403.03.02 Proyecto de las Curvas Verticales

Las curvas verticales sern proyectadas de modo que permitan, cuando menos, la distancia de visibilidad mnima de parada, y la distancia de paso para el porcentaje indicado en la Tabla 205.02.

205.01 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA.

Distancia de Visibilidad de Parada, es la mnima requerida para que se detenga un vehculo que viaja a la velocidad de diseo, antes de que alcance un objetivo inmvil que se encuentra en su trayectoria.

Se considera obstculo aqul de una altura igual o mayor a 0,15 m, estando situados los ojos del conductor a 1,15 m., sobre la rasante del eje de su pista de circulacin.

Todos los puntos de una carretera debern estar provistos de la distancia mnima de visibilidad de parada.

Si en una seccin de carretera o camino resulta prohibitivo lograr la Distancia Mnima de Visibilidad de Parada correspondiente a la Velocidad de Diseo, se deber sealizar dicho sector con la velocidad mxima admisible, siendo ste un recurso extremo a utilizar slo en casos muy calificados y autorizados por el MTC.

205.02 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PASO

Distancia de Visibilidad de Paso, es la mnima que debe estar disponible, a fin de facultar al conductor del vehculo a sobrepasar a otro que se supone viaja a una velocidad 15 Kph. menor, con comodidad y seguridad, sin causar alteracin en la velocidad de un tercer vehculo que viaja en sentido contrario a la velocidad directriz, y que se hace visible cuando se ha iniciado la maniobra de sobrepaso.

Cuando no existen impedimentos impuestos por el terreno y que se reflejan por lo tanto en el costo de construccin, la visibilidad de paso debe asegurarse para el mayor desarrollo posible del proyecto.

TABLA 205.02 PORCENTAJE DE LA CARRETERA CON VISIBILIDAD ADECUADA PARA ADELANTAR

Condiciones Orogrficas % Mnimo % Deseable

Llana 50 > 70 Ondulada 33 > 50

Accidentada 25 > 35 Muy accidentada 15 > 25
file:///F:/DG%20-%202001/volumen1/cap2/seccion205.htm%23tabla205.02file:///F:/DG%20-%202001/volumen1/cap2/seccion205.htm%23tabla205.02


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403.03.03 Longitud de las Curvas Convexas.

La longitud de las curvas verticales convexas, viene dada por las siguientes expresiones:

(a) Para contar con la visibilidad de parada (Dp)

Deber utilizarse los valores de longitud de Curva Vertical de la Figura 403.01 para esta condicin.

(b) Para contar con la visibilidad de Paso (Da).

Se utilizar los valores de longitud de Curva Vertical de la Figura 403.02 para esta condicin.
file:///F:/DG%20-%202001/volumen1/cap4/seccion403.htm%23figura403_01file:///F:/DG%20-%202001/volumen1/cap4/seccion403.htm%23figura403_02


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403.03.04 Longitud de las Curvas Cncavas.


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Los valores de longitud de Curva Vertical sern los de la Figura 403.03

403.03.05 Consideraciones Estticas.

La longitud de la curva vertical cumplir la condicin:

L > V

Siendo:

L : Longitud de la curva (m) V : Velocidad Directriz (Kph).

403.04 PENDIENTE

403.04.01 Pendientes Mnimas

En los tramos en corte generalmente se evitar el empleo de pendientes menores de 0,5%.

Podr hacerse uso de rasantes horizontales en los casos en que las cunetas adyacentes puedan ser dotadas de la pendiente necesaria para garantizar el drenaje y la calzada cuente con un bombeo superior a 2%.
file:///F:/DG%20-%202001/volumen1/cap4/seccion403.htm%23figura403_03


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403.04.02 Pendientes Mximas

El proyectista tendr, en general, que considerar deseable los lmites mximos de pendiente que estn indicados en la Tabla 403.01.

En zonas superiores a los 3000 msnm, los valores mximos de la Tabla 403.01, se reducirn en 1% para terrenos montaosos o escarpados.

En carreteras con calzadas independientes las pendientes de bajada podrn superar hasta en un 2% los mximos establecidos en la Tabla 403.01

403.04.05 Tramos en descanso.

En el caso de ascenso continuo y cuando la pendiente sea mayor del 5% se proyectar, ms o menos cada tres kilmetros, un tramo de descanso de una longitud no menor de 500 m., con pendiente no mayor de 2%.

El proyectista determinar la frecuencia y la ubicacin de tales tramos de descanso de manera que se consigan las mayores ventajas a los menores incrementos del costo de construccin.

7.3 APLICACIONES DE CURVAS VERTICALES 1.- Para una curva vertical simtrica se conoce:
file:///F:/DG%20-%202001/volumen1/cap4/seccion403.htm%23tabla403_01file:///F:/DG%20-%202001/volumen1/cap4/seccion403.htm%23tabla403_01file:///F:/DG%20-%202001/volumen1/cap4/seccion403.htm%23tabla403_01


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20

2.- En la figura 4.24, sobre la vertical del PIV debe existir una

altura libre (glibo) de 4.70m. entre la rasante inferior y el paso

superior (Fondo de losa o viga).


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