UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA

FACULTAD DE ARQUTECTURA E INGENIERIA CIVIL

Y DEL AMBIENTE

PROGRAMA PROFESIONALDE

INGENIERIA CIVIL

CAMINOS I

TRAZADO DE CARRETERA- HUASACACHE

DOCENTE: ING. JORGE NINA QUISPE

GRUPO: MARTES 7-11 A.M.

ALUMNOS: CONCHA ZEVALLOS, CARLA ESPINOZA CUIRO, ENGEL

LA ROSA CORDOVA, MICHELLENEIRA MOLLOCCO, MARIAMINA VARGAS, FRANCISCO RAMIREZ ALMIRON, PATRICK

AREQUIPA – PERU

2013

I. INTRODUCCION

El presente trabajo tiene por objetivo el trazado de una carretera en los cerros de

Huasacache. Primeramente se da el marco teórico, luego la descripción geográfica de

la zona como es la ubicación y acceso, y un análisis de la situación de esa zona y el

motivo del trazado de una nueva carretera, luego esta la descripción del trabajo y los

diferentes procedimientos y consideraciones que se han tomado para poder diseñarla.

Finalmente se indican las observaciones y conclusiones del trabajo.

En este trabajo logramos aplicar los conocimientos aprendidos en el curso de

Caminos I, desde la elección de la mejor ruta hasta la determinación de las longitudes

necesarias para el trazado de una carretera, así como la definición o determinación de

los elementos de esta como los de las curvas circulares, las longitudes de

adelantamiento, parada, etc.

El proyecto inicia con la toma de datos en campo mediante aparatos que nos

permiten toar coordenadas de una nube de puntos que luego nos ayudaran en el

diseño de nuestra carretera, a la par también se fue determinando la pendiente de

nuestra carretera, es decir, se inició el trazado de carretera como borrador ya que esta

no sería el trazado final, luego de obtener la distancia requerida, empezamos el

trabajo de gabinete, en donde se procesan y analizan los datos, cuidando de que estos

cumplan con la Norma Peruana y el Diseño Geométrico 2001.

Con esto concluimos que la toma de datos y la aplicación de fórmulas aplicadas a

geometría y otras parámetros no son suficientes para diseñar una carretera sino a su

vez, es también importante el aporte de ingenio y criterio de quien se encarga de

diseñarla, para ello el conocimiento profundo en el curso de diseño de vías es

importante para no cometer error alguno.

II. ASPECTOS GEOGRÁFICOS:

I. Ubicación y acceso:

Ubicado en el sector llamado Huasacache, en el distrito de Tiabaya, Arequipa; el acceso a esta zona es un poco difícil, se opta por la caminata o vehículos aptos para el terreno, por la ruta regional que atraviesa los distritos de Yanahuara y Sachaca. Nosotros partimos del Parque Industrial en la sede de la universidad para luego salir por la Av. Parra, hasta llegar a la entrada de Hunter y Tingo, luego de ir por Hunter, seguimos nuestro camino por la Av. Paisajista, hasta llegar cerca del Restaurant El Mollecito, por ahí entramos a una trocha, hacia la derecha y seguimos de frente, en la guía roja como indica la imagen de abajo, cruzamos el rio y nos quedamos en la bifurcación que hay en el camino , luego tomamos el camino de la derecha, para luego seguir la trocha hasta llegar a los cerros cuyo nombre de uno de ellos es Café Valenzuela, ya que en él se encuentra tal inscripción con piedras blancas, es en esta zona donde iniciamos todo el recorrido

1. ANALISIS

Las rutas que existen según el Plan Director de Arequipa Metropolitana 2002-2015 posee deficiencias en el sistema vial, lo que impide consolidar un territorio equilibrado, dinámico y competitivo. Asimismo, menciona que las pocas vías existentes deben cumplir distintas funciones. Mediante un estudio determinamos el flujo de tránsito vehicular en la zona y diseñamos nuestra carretera para aliviar con los problemas que acarrean las actuales vías existentes en la zona.

Croquis del acceso al lugar de la visita.

II. Aspecto Topográfico:

Presenta una compleja topografía alternando en su territorio superficies de

variados relieves y altitudes: suelos relativamente planos y ondulados de suaves

pendientes, colinas de pendientes ásperas y terrenos accidentados con quebradas

profundas.

La fisiografía va desde lo colinado y accidentado, en algunos sectores las laderas

y quebradas superan el 100% de pendiente.

Los suelos son superficiales y variados, que en general son de material no

consolidado y altamente deleznable. Las estribaciones orientales de los cerros,

comprenden desde el pie del valle de Huasacache, hasta la cota (2,275 m.s.n.m),

que corresponde a una formación geológica de rocas sedimentarias y basálticas,

en forma similar se presenta en el cerro Huacucharra (mirador ubicado en el

poblado de 13 de Agosto), siendo diferente a la ladera del cerro San Ignacio que

son granodioritas.

III. Aspectos socio económicos de la zona:

Producción minera:

El distrito Jacobo Hunter cuenta recursos mineros de naturaleza metálica y no

metálica, así dentro de los recursos metálicos tenemos el cobre como potencial

minero. En cuanto a los recursos mineros no metálicos tenemos la explotación

de arena, hormigón y piedra, los cuales se extraen del río Socabaya.

Producción pecuaria:

La actividad pecuaria distrital comprende la crianza de 5 especies: aves de carne,

vacuno, ovino, porcino y caprino. La población más numerosa la constituyen las

aves de carne, seguido de ganado vacuno, porcino, ovino y finalmente caprino.

Producción agrícola:

Un gran porcentaje de la producción agrícola, que es básicamente forraje, es

destinada para la alimentación del ganado del propio productor agropecuario.

Otra parte de la producción agrícola es destinada a los mercados minoristas de

Arequipa Metropolitana. El sector agrícola reproduce el patrón regional de

cultivos, caracterizado por la especialización en plantaciones forrajeras y

cultivos.

Entre los principales productos que se cosechan en las áreas agrícolas del distrito

de Hunter tenemos los siguientes:

Alfalfa, cebolla, ajo, maíz amiláceo, papa, zanahoria, nabo, lechuga, col, poro,

beterraga, apio, rábano, maíz choclo.

III. PROCEDIMIENTO

Poligonales de estudio:

Lados de poligonal Rumbos

- Brújula Alturas

- Barómetro, GPS Pendientes

- Eclímetro

Para el levantamiento con la Estación Total se comenzó haciendo estación en un punto conocido y luego se procede a la nivelación del aparato. Para iniciar las mediciones es necesario saber la altura del prisma, la altura de instrumento y orientar la Estación Total previamente, para lo cual se requiere hacer vista con el prisma en un punto de coordenadas conocidas o supuestas y conocer un azimut de referencia, para lo cual se requiere introducir las siguientes funciones a la Estación Total:• Función 3 : para altura de instrumento.• Función 36: para la altura del prisma.• Función 37: coordenada Y (norte).• Función 38: coordenada X (sur).• Función 39: Z (elevación.• Función 21: azimut de referencia.Luego de colocar el azimut de referencia se fija en la mira el prisma que deberá estar colocado en el punto y se presiona A/M, que ocasionara que un rayo laser salga del teodolito, para medir y orientar. Posteriormente al

realizar el levantamiento, cuando se midan los puntos la Estación Total nos devolverá sus coordenadas X, Y y Z de cada punto requerido.

Primera salida: Brújula, wincha y clinómetro (24-04-13)

Se trazó el eje de la carretera

Segunda Salida: Estación Total (30-04-13)

Levantamiento del terreno

Cuarta

Tercera Salida: Estación Total (Salidas extras : 2-05-13 y 3-05-13)

Cuarta Salida: Teodolito (7-05-13)

Quinta Salida: Estación Total (14-05-13)

PROCESAMIENTO DE DATOS (TRABAJO DE GABINETE)

Polígono de apoyo

AVANCES

-Plano topográfico con el eje preliminar

IV. DETERMINACION DE LOS PARAMETROS DE DISEÑO

CLASIFICACION DE LA RED VIAL

a) CLASIFICACION DE LA CARRETERA SEGÚN SU FUNCION:

RED VIAL TERCIARIA, LOCAL O SISTEMA VECINAL COMPUESTA POR:Caminos troncales que unen pequeñas poblaciones.Caminos rurales alimentadores, uniendo aldeas y pequeños asentamientos, poblaciones.

b) CLASIFICACION DE LA CARRETERA SEGÚN SU DEMANDA:

Carretera de tercera clase: calzada que soporta menos de 400 vehículos por día.

c) CLASIFICACION SEGÚN CONDICIONES OROGRÁFICAS:

Carretera tipo 4, debido a que la inclinación transversal del terreno normal al eje de la vía suele pasar el 100%.

VEHÍCULO DE DISEÑO

De la tabla 202.01 del DG 2001TIPO DE VEHÍCULO

Camión simple de 2 ejes (C2)

RADIO DE GIRO

RADIO DE GIRO MÍNIMO: 8.50mRADIO DE GIRO MÁXIMO: 13.40m

VELOCIDAD DE DISEÑO

CLASIFICACIÓN: Tercera claseTRÁFICO DE VEHÍCULOS POR DÍA: <400OROGRAFÍA TIPO: TIPO IV

VELOCIDAD DE DISEÑO: 30 km/h

ESTUDIO DE TRÁFICO

TOTAL DE VEHÍCULOS/DIA: 74ÍNDICE VEHICULAR ANUAL: 27010

DISEÑO GEOMETRICO HORIZONTAL

RADIO MINIMO Y PERALTE MAXIMONuestro radio mínimo es de 25 m, con un peralte máximo de 12%

VALORES DEL PERALTE MAXIMO

Absoluto = 12%Normal = 8 %

Longitud de transición de peralte

Longitud de transición = 44 a 60m

Bombeo

Bombeo = 3 a 3.5m

CURVAS CIRCULARES

CALCULO DE ELEMENTOS CIRCULARES

ELEMENTOS

Angulo de Deflexión

Cuerda Larga

Tangente

Externa

Media

Gc

Longitud de la curva

ABSCISAS

COORDENADAS

ABSCISAS Y COORDENADAS

Deflexiones

Deflexión por cuerda

Deflexión por metro

Curva Nº1

Deflexión por cuerda: 𝛿="7° 10′ 51"

Deflexión por metro: 𝑑°="0° 43′ 05"

Cuerda = 10 𝑚Ang. De deflexión: ∆="56° 01′ 10"

Curva Nº 12

Deflexión por cuerda: 𝛿="2° 17′ 33"

Deflexión por metro: 𝑑°="1° 08′ 46"

Cuerda = 2 𝑚Ang. De deflexión: ∆="13° 05′ 29"

SECCIONES

Distancia entre el límite de obra y derecho de vía = 1m

Ancho de la faja de dominio:

Ancho mínimo de la faja:Deseable = 20mAbsoluto = 15m

Ancho de la calzada:

Ancho de dos carriles = 6m

Ancho de bermas:

Ancho de berma = 0.5m

Cunetas triangulares:Talud interior dela cuneta = 1:2

Profundidad dela cuneta = 0.3m para zonas lluviosasVelocidad aconsejada = 0.25m/sVelocidad admisible = 0.6 a 1.2m/s

Taludes de Corte:

Pueden ser las siguientes relaciones según la altura de corte y tipo de suelo

Taludes de terraplén:

Pueden ser las siguientes relaciones dependiendo de la altura de relleno

Sección tipo

DISEÑO GEOMETRICO VERTICAL

Distancia visibilidad de Parada

Dp= 29m para una pendiente del 3 al 8%

Visibilidad de adelantamiento

Da= 110 m para una velocidad de 30 KPH

Pendiente máxima

Pendiente máxima = 12%

Perfil longitudinal

Defelciones

Longitud mínima de curva vertical convexa

Longitud mínima de curva vertical cóncava

Longitud mínima de la curva vertical

Datos de perfil

No. PVI Station PVI Elevation Grade In Grade Out A (Grade Change)

Profile Curve Type0+000.14m 2222.360m 6.79%

1 0+160.20m 2233.226m 6.79% 7.76% 0.97% Sag2 1+000.80m 2298.447m 7.76% -0.87% 8.63% Crest3 1+183.67m 2296.860m -0.87% -6.26% 5.39% Crest4 1+356.68m 2286.028m -6.26% 4.79% 11.05% Sag

1+447.67m 2290.386m 4.79%

Longitud curva verticalNo. Seguridad Adelantamiento Comodidad Apariencia (30A) LI (0.6Vd) LS (50A) Diseño

1 170.4 2.2 29.1 18.0 48.5 40.02 11.2 104.1 19.7 258.9 18.0 431.5 280.03 17.0 34.5 12.3 161.7 18.0 269.5 180.04 42.0 25.2 331.5 18.0 552.5 340.0

Dp=29m Da=110m

Curva vertical 1

135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 1852232

2233

2234

2235PTV

PIV

PCV

Curva vertical 2

Curva vertical 3

800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 12002272

2274

2276

2278

2280

2282

2284

2286

2288

2290

2292

PTVPIV

PCV

1050 1100 1150 1200 1250 13002288

2290

2292

2294

2296

2298

2300

PTV

PIVPCV

Curva vertical 4

1050 1100 1150 1200 1250 13002288

2290

2292

2294

2296

2298

2300

PTV

PIVPCV

Calculo de Longitud Resistente

Valores del inverso del coeficiente de tracción (k)

No. Abcisa Cota Pendiente D.H. Desnivel1 0+000.14m 2222.360m2 0+160.20m 2233.226m 6.79% 160.06 10.866 1.2643 1+000.80m 2298.447m 7.76% 840.6 65.221 14.7954 1+183.67m 2296.860m -0.87% 182.87 -1.5875 1+356.68m 2286.028m -6.26% 173.01 -10.8326 1+447.67m 2290.386m 4.79% 90.99 4.358

1 --> 6 6 --> 1Xo=X+kΣy Xo=X+kΣy

Xo=1447.67+35(10.866+65.221+4.358) Xo=1447.67+35(1.587+10.832+1.264+14.795)Xo=4263.245 Xo=2444.4

IV. OBSERVACIONES

1. En el momento de la fase de campo es necesario tomar los puntos suficientes de la faja del terreno, ya que esto nos ayudara con las futuras correcciones que se deban hacer

2. Una carretera ideal es aquella que no tiene curvas, por lo tanto si el terreno nos lo permite debemos tratar de que esta sea mayormente recta

3. En el momento de tomar los datos de campo, hay que determinar también que tipo de terreno estamos atravesando, pues eso en gabinete nos servirá en el momento de costos por corte y relleno y para el diseño de taludes

4. El redondeo es necesario en el procesamiento de datos, por ejemplo para determinar las longitudes mínimas de curvas verticales; pero exceder su uso puede ocasionar problemas de acumulación de error, lo cual obviamente no es apropiado para nuestra carretera en el momento de su construcción

V. CONCLUSIONES

1. La toma de datos y la aplicación de fórmulas aplicadas a geometría y otras parámetros no son suficientes para diseñar una carretera sino a su vez, es también importante el aporte de ingenio y criterio de quien se encarga de diseñarla, para ello el conocimiento profundo en el curso de diseño de vías es importante para no cometer error alguno.

2. El trazado inicial de la carretera es importante pero no definitivo ya que este no tiende a cumplir con todos los requisitos del Diseño Geométrico de Carreteras

3. La distancia entre tramos por corte y relleno debe ser la suficiente para que se pueda apreciar el relieve del terreno en el que se va a trabajar

4. El estudio de flujo de autos es decisivo en cuento a qué tipo de carretera se va a diseñar

5. La presentación en planos debe ser adecuada para el entendimiento de los demás que necesiten interpretarla

6. Se debe aprovechar la topografía y tipo de suelo del terreno por donde pasara la carretera, teniendo en consideración que la roca es más estable y por consiguiente será menos corte en nuestro proyecto