informe n 01 - diseño de carretera - metodo tpg

Universidad Nacional de Cajamarca

INFORME: Diseo de una carretera por el Mtodo Topogrfico Pag. 1

I. INTRODUCCIN

Las necesidades de transporte en nuestro pas son cada vez ms grandes,

acrecentando la necesidad de nuevas vas de comunicacin entre las poblaciones que

an permanecen aisladas del pas.

En este sentido, las obras en carreteras son ms frecuentes y las personas que

las ejecutan necesitan los conocimientos adecuados para alcanzar mejores niveles de

perfeccionamiento en este campo. Por eso resulta muy importante que la preparacin

sea de la mejor calidad posible, para afrontar estos desafos.

Este trabajo tiene la finalidad de poner en practica los conocimientos y

habilidades adquiridos por el estudiante en clase, en este caso se trata de disear una

carretera que cumpla con las normas correspondientes y los requerimientos asignados.

II. OBJETIVO

Disear una carretera de tercera clase por el Mtodo Topogrfico, que una dos

puntos designados por el docente, en el plano que se otorga a cada alumno.

III. MARCO TERICO

La informacin necesaria para la ejecucin de este trabajo, comprende lo que

se ha desarrollado en clase, y lo estipulado por las N.P.D.C.

IV. RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS

4.1. Recursos Humanos

- Profesor del curso : Ing. Torres Tafur, Benjamn

- Alumno : Aguilar Paredes, Roberto Carlos

4.2. Materiales

- Papel

- Lpices de colores

- Reglas

- Comps

- Escalmetro

- Calculadora



V. METODOLOGA Y PROCEDIMIENTO

El mtodo empleado es el Mtodo Topogrfico. Los criterios utilizados son

los siguientes:

5.1. EVALUACIN DEL TIPO DE TERRENO.

Se tom varias secciones en diferentes zonas del plano, en un total de 55,

obtenindose datos de longitud y cotas de cada una de ellas, para as poder

determinar la topografa del terreno. (Tabla 5.1)

Tabla 5.1

Determinacin de la topografa del terreno

Seccin DH COTA

H Angulo () Topografa MAYOR MENOR

1 59 4310 4282 28 25.388 A

2 74 4320 4290 30 22.068 A

3 34 4340 4322 18 27.897 A

4 40 4270 4248 22 28.811 A

5 38 4312 4290 22 30.069 M

6 56 4334 4316 18 17.819 O

7 56 4258 4240 18 17.819 O

8 24 4210 4190 20 39.806 M

9 34 4232 4222 10 16.390 O

10 44 4192 4170 22 26.565 A

11 26 4200 4180 20 37.569 M

12 66 4228 4208 20 16.858 O

13 38 4312 4290 22 30.069 M

14 48 4252 4228 24 26.565 A

15 38 4230 4202 28 36.384 M

16 44 4180 4160 20 24.444 A

17 54 4230 4212 18 18.435 O

18 34 4178 4160 18 27.897 A

19 55 4090 4070 20 19.983 O

20 57 4120 4102 18 17.526 O

21 36 4100 4082 18 26.565 A

22 38 4130 4118 12 17.526 O

23 60 4168 4146 22 20.136 A

24 35 4140 4130 10 15.945 O

25 22 4170 4150 20 42.274 M

26 88 4130 4110 20 12.804 O

27 60 4134 4118 16 14.931 O

28 22 4110 4092 18 39.289 M

29 44 4110 4100 10 12.804 O

30 46 4130 4114 16 19.179 O

31 37 4100 4080 20 28.393 A

32 48 4230 4208 22 24.624 A

33 43 4244 4230 14 18.034 O

34 53 4300 4272 28 27.848 A

35 70 4340 4302 38 28.496 A

36 31 4310 4290 20 32.829 M



37 58 4284 4254 30 27.350 A

38 40 4292 4270 22 28.811 A

39 52 4190 4170 20 21.038 A

40 22 4192 4170 22 45.000 M

41 34 4220 4180 40 49.635 M

42 24 4170 4150 20 39.806 M

43 35 4122 4108 14 21.801 A

44 102 4160 4130 30 16.390 O

45 68 4170 4150 20 16.390 O

46 55 4200 4170 30 28.610 A

47 81 4224 4188 36 23.962 A

48 67 4194 4158 36 28.250 A

49 40 4250 4230 20 26.565 A

50 30 4340 4320 20 33.690 M

51 52 4338 4314 24 24.775 A

52 46 4302 4280 22 25.560 A

53 33 4288 4276 12 19.983 O

54 62 4250 4228 22 19.537 O

55 84 4258 4246 12 8.130 LL

LL : Llana O : Ondulada A : Accidentada M : Montaosa

Se eligi como tipo de topografa del terreno la Accidentada, por ser la ms

ser la ms numerosa de acuerdo al nmero de secciones tomadas.

5.2. DETERMINACIN Y DESCRIPCIN DEL PUNTO INICIAL, FINAL Y

DE PASO OBLIGADOS.

Se eligieron los puntos obligados de paso para cada ruta, y los puntos

inicial y final fueron designados por el docente.

5.2.1. Punto inicial. Est representado por el nmero 10 en el plano, y se

encuentra a una altura de 4324 m.s.n.m..

5.2.2. Puntos de paso obligados. Las caractersticas se muestran en la Tabla 5.2.

Tabla 5.2

Descripcin de los puntos obligados de paso

Ruta Punto Altitud (m.s.n.m.) Ubicacin

AZUL

20 4346 Abra

C 4288 Abra

C1 4260 Ladera

C4 4158 Ladera

VERDE

20 4346 Abra

Q2 4258 Ladera

Q3 4214 Ladera



ROJA

26 4346 Abra

R2 4254 Ladera

R5 4118 Ladera

5.2.3. Punto final. Est representado por el nmero 21 en el plano, y se encuentra

a una altura de 4068 m.s.n.m..

5.3. SELECCIN Y FUNDAMENTACIN DE PARMETROS PARA EL

SISTEMA DE RUTAS

Se consideraron los siguientes parmetros de diseo:

5.3.1. Velocidad Directriz.

Es la velocidad escogida para el diseo, entendindose que ser la

mxima que podr mantener con seguridad sobre una seccin determinada

de la carretera cuando las circunstancias sean favorables, para que

prevalezcan las condiciones de diseo.

Se establece considerando los factores de: categora de la carretera y

topografa del terreno, entre otros de orden econmico. (Tabla 5.3.1)

Tabla 5.3.1

CLASIFICACIN TOPOGRAFA Velocidad Mxima

Km/h

Primera Clase

Carretera Nacional

Plana 100

Ondulada 60

Accidentada 45

Segunda Clase

Carretera Regional

Plana 80

Ondulada 45

Accidentada 30

Tercera Clase

Carretera Distrital

Plana 50

Ondulada 35

Accidentada 25

Cuarta Clase

Carretera Local

Plana 30

Ondulada 25

Accidentada 20

Teniendo en cuenta que la topografa, en su mayora es

Accidentada, se seleccion la 25 km/hDV .



5.3.2. Pendientes.

La pendiente ( i % ) de una carretera o camino es la inclinacin

longitudinal que tiene o se dispone a la plataforma de una carretera.

Se consideran:

Pendientes Mnimas.

Es aquella que garantiza un drenaje adecuado en las cunetas,

min 0.5%i (item 5.5.4.2 de las N.P.D.C).

Pendientes Mximas Normales.

Es la pendiente mxima permisible en condiciones normales.

Tabla 5.3.2.1

Tabla 5.3.2.1

Pendientes Mximas Normales segn N.P.D.C.

Altitudes (m.s.n.m.) Pendientes (%) para

1ra. y 2da. Clase 3ra. y 4ta. Clase

0 - 1000 6.0 7.0

1000 2000 5.6 6.5

2000 3000 5.2 6.0

3000 4000 4.8 5.5

4000 a ms 4.4 5.0

Pendientes Mximas Excepcionales.

Se emplean slo en forma excepcional cuando exista motivos

justificados, especialmente cuando el uso de pendientes menores

conduzcan al alargamiento artificial de recorrido. Tabla 5.3.2.2.

Tabla 5.3.2.2

Pendientes Mximas Excepcionales segn N.P.D.C

Altitudes (m.s.n.m.) Pendiente (%) Long. Max. (m)

< 3000 8 300

> 3000 7 300

Pendientes Medias.

Es el promedio de la pendiente de una carretera para tramos de

longitud considerada. Tabla 5.3.2.3.

(%) 100

m

Altura acumuladai

Longitud acumulada



Tabla 5.3.2.3.

Pendientes Medias permisibles segn altitud

Clase de

carretera Topografa

Pendiente Media segn altitud (%)

0

a

1000

1000

a

2000

2000

a

3000

3000

a

4000

4000

a

ms

Primera Clase

Carretera Nacional

Plana 4.60 4.20 3.80 3.40 3.00

Ondulada 4.60 4.20 3.80 3.40 3.00

Accidentada 4.60 4.20 3.80 3.40 3.00

Segunda Clase

Carretera Regional

Plana 4.60 4.20 3.80 3.40 3.00

Ondulada 4.60 4.20 3.80 3.40 3.00

Accidentada 4.60 4.20 3.80 3.40 3.00

Tercera Clase

Carretera Distrital

Plana 5.00 4.60 4.20 3.80 3.40

Ondulada 5.00 4.60 4.20 3.80 3.40

Accidentada 5.00 4.60 4.20 3.80 3.40

Cuarta Clase

Carretera Local

Plana 5.00 4.60 4.20 3.80 3.40

Ondulada 5.00 4.60 4.20 3.80 3.40

Accidentada 5.00 4.60 4.20 3.80 3.40

Fuente: Caminos y Pavimentos p. Ing Flix E. Garca Glvez

5.4. ESTUDIO Y TRAZO DE RUTAS.

Una vez determinados los puntos obligados de paso, se determin la

abertura de comps para cada ruta, as como las pendientes y longitudes de

tramos, cuyas caractersticas se presentan a continuacin. Tablas 5.4.a, 5.4.b y

5.4.c.

Tabla 5.4.a

Caractersticas de la Ruta Azul

RUTA AZUL

TRAMO DH COTA I. COTA F. H i % L comps (cm)

10 - L 215 4324 4330 6 2.79 3.6

L - 20 470 4330 4342 12 2.55 3.9

20 - C5 8700 4342 4120 222 2.55 3.9

C5 - 26 1870 4120 4068 52 2.78 3.6

TOTAL 11255 292

Tabla 5.4.b

Caractersticas de la Ruta Verde

RUTA VERDE


10 - 20 720 4324 4342 18 2.50 4.0

20 - T 9590 4342 4068 274 2.86 3.5

TOTAL 10310 292



Tabla 5.4.c

Caractersticas de la Ruta Roja

RUTA ROJA


10 - 20 750 4324 4346 22 2.93 3.4

20 - R 682 4346 4326 20 2.93 3.4

R - R4 6240 4326 4162 164 2.63 3.8

R4 - R5 1540 4162 4118 44 2.86 3.5

R5 - 21 1705 4118 4106 50 2.93 3.4

TOTAL 10917 300

5.5. EVALUACIN DE LAS RUTAS Y SELECCIN DE LA MEJOR RUTA

La evaluacin de las rutas para seleccionar la mejor de ellas se hizo

mediante dos mtodos: Mtodo de los pesos absolutos y Mtodo de los pesos

relativos. Tabla 5.5.a. y 5.5.b.

Tabla 5.5.a

Evaluacin de la mejor ruta por el mtodo de Pesos Absolutos

CARACTERSTICA RUTA AZUL RUTA VERDE RUTA ROJA

Valor Peso Valor Peso Valor Peso

Longitud total (m) 11255 3 10310 1 10917 2

Pendiente media (%) 2.59 1 2.83 3 2.75 2

Pendiente mxima (%) 2.79 1 2.86 2 2.93 3

Pendiente mnima (%) 2.55 2 2.50 1 2.63 3

Longitud de puentes (m.) 1(36) 3 1(34) 1 1(32) 2

N de alcantarillas 15 3 10 1 11 2

N de curvas de vuelta 10 2 10 2 9 1

PUNTAJE TOTAL 16 13 14

Segn el mtodo de los Pesos Absolutos, la ruta seleccionada es la Verde,

por obtener el menor puntaje.

Tabla 5.5.a

Evaluacin de la mejor ruta por el mtodo de Pesos Relativos

CARACTERSTICA RUTA AZUL RUTA VERDE RUTA ROJA

Valor Peso Valor Peso Valor Peso

Longitud total (m) 11255 1.09 10310 1.00 10917 1.06

Pendiente media (%) 2.59 1.00 2.83 0.92 2.75 0.94

Pendiente mxima (%) 2.79 1.00 2.86 1.02 2.93 1.05

Pendiente mnima (%) 2.55 1.02 2.50 1.00 2.63 1.05

Longitud de puentes (m) 1(36) 1.13 1(34) 1.06 1(32) 1.00

N de alcantarillas 15 1.50 10 1.00 11 1.10

N de curvas de vuelta 10 1.11 10 1.11 9 1.00

PUNTAJE TOTAL 7.76 7.20 7.23



Segn el mtodo de los Pesos Relativos, la ruta seleccionada es la Verde,

por obtener el menor puntaje.

Por lo tanto, la mejor ruta resulta ser la Verde, ya que las selecciones

hechas por ambos mtodos coinciden.

VI. PRESENTACIN DE RESULTADOS

6.1. DISEO GEOMTRICO.

La ruta elegida fue la Ruta Verde, la cual posee las siguientes

caractersticas:

- Clasificacin : Tercera Categora

- Longitud total : 10 km. + 310

- Pendiente mxima : 2.86 %

- Pendiente media : 2.83 %

- Pendiente mnima : 2.50 %

- Velocidad Directriz : 25 Km/h

- N de curvas de vuelta : 10

- Longitud de puentes : 1 de 34 m.

- Nmero de alcantarillas : 10

6.2. PLANOS.

6.2.1. Plano en planta. Las rutas se presentan de acuerdo a su color en el plano

de curvas de nivel.

6.2.2. Plano del perfil longitudinal. Se presenta el perfil longitudinal de la ruta

verde, azul y roja.



VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1. CONCLUSIONES

- Con el presente trabajo, se ha logrado disear una carretera de tercera clase

que cumple con las especificaciones tcnicas reglamentarias en las N.P.D.C.

y segn lo designado por el profesor del curso.

- Con el estudio de varias rutas, nos es posible analizar ms y mejores

posibilidades de diseo.

- Este estudio nos da una mejor idea de la ubicacin de la carretera.

7.2. RECOMENDACIONES

- Los clculos deben realizarse con la mayor precisin posible, para no tener

futuros errores difciles de corregir.

- La longitud del tramo se determina por el nmero de compasadas, pasando

por alto las distancias extras en algunas curvas de vuelta.

- Las curvas de vuelta se deben ubicar, en lo posible, en las zonas ms planas

para evitar un movimiento de tierra excesivo.

- El nmero de cambios de pendiente debe ser la menor posible.



VIII. ANEXOS

RUTAS NMERO DE PUENTES

Long. Total 10 m. 20 m. Ms de 20 m. TOTAL

AZUL 6 9 1 de 46 16 286

VERDE 2 8 1 de 42 11 222

ROJA 2 9 1 de 34 12 234

informe n 01 - diseño de carretera - metodo tpg

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