DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

PROYECTO DE CARRETERAS I

ING. FERNANDO MUR L.

UNIVERSITARIOS:Ruben Horacio Gareca RomeroJuan Luis Olivera RiojaErlan Horacio Quiroga Vacaflores

CARRETERAS I CIV-412

1. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

La consistencia del diseño geométrico de una carretera puede interpretarse mediante la relación entre las características geométricas de la misma y las que espera encontrar el conductor de un vehículo que circula por ella; cuando el trazado corresponde a lo que el conductor espera encontrar, la vía es consistente, lo que minimiza la posibilidad que éste cometa errores y efectúe maniobras inseguras.

CAPITULO I: INTRODUCCIÓN

El diseño geométrico es la parte más importante del proyecto de una carretera, estableciendo, con base en los condicionantes o factores existentes, la configuración geométrica definitiva del conjunto tridimensional que supone, para satisfacer al máximo los objetivos fundamentales, es decir, la funcionalidad, la seguridad, la comodidad, la integración en su entorno, la armonía o estética, la economía y la elasticidad.

La seguridad vial debe ser la premisa básica en cualquier diseño vial, inspirando todas las fases del mismo, hasta las mínimas facetas, reflejada principalmente en la simplicidad y uniformidad de los diseños; la comodidad de los usuarios de los vehículos debe incrementarse en consonancia con la mejora general de la calidad de vida, disminuyendo las aceleraciones y, especialmente, sus variaciones que reducen la comodidad de los ocupantes de los vehículos. Todo ello ajustando las curvaturas de la geometría y sus transiciones a las velocidades de operación por las que optan los conductores a lo largo de los alineamientos.

1.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL PROYECTO

Padcaya es una localidad del Departamento de Tarija, en el sur de Bolivia, ubicada a 45 km. de la capital del departamento, Tarija. Es la cabecera de la Provincia Aniceto Arce.

1.1.1 DEFINICIÓN DEL PUNTO DE PARTIDA Este punto se encuntra mostrado en nuestro plano en

planta, es el primer punto obligado que fue dado por el docente de la materia.

1.1.2 DETERMINACIÓN DEL AZIMUT EN EL PUNTO DE PARTIDA

El azimut en el punto de partida de nuestra carretera es de 294 º.

1.1.3 DETERMINACIÓN DE LA COTA DEL PUNTO DE PARTIDA

El punto de inicio se encuentra en la progresiva 0+00 y la cota es 1133.98 msnm.

1.2 PROPÓSITO DEL PROYECTO

El propósito por el cual se realiza el presente proyecto es de aplicar todas las técnicas, metodologías y los conocimientos que se tienen en el área de vías para el diseño geométrico de una autoruta. Tomando como parámetro las normas establecidas y vigentes en Bolivia.

Los propósitos específicos son:

Ubicar y localizar el área de emplazamiento del proyecto en un plano con curvas de nivel ya dadas.

Realizar el diseño geométrico de una carretera, que tiene que pasar por tres puntos obligados dados por el docente.

  Diseñar una obra de drenaje en caso que la topografía lo requiera.  Realizar un diseño que sea lo mas económico posible y a la vez que ofrezca la

mayor seguridad posible.

1.3 CLASIFICACIÓN DE LA VÍA (SEGÚN ABC)Se realizo el diseño geométrico para una carretera Autorruta (I.A)

según la norma ABC. Son carreteras nacionales existentes a las que se les ha construido

o se le construirá una segunda calzada prácticamente paralela a la vía original. Normalmente se emplazan en corredores a lo largo de los cuales existen extensos tramos con desarrollo urbano, industrial o agrícola intensivo, muy próximo a la faja de la carretera. Están destinadas principalmente al tránsito de paso, de larga distancia, pero en muchos subtramos sirven igualmente al tránsito interurbano entre localidades próximas entre sí. Podrán circular por ellas toda clase de vehículos motorizados incluso aquellos que para hacerlo deban contar con una autorización especial, y que no estén expresamente prohibidos o cuyo tipo de rodado pueda deteriorar la calzada.

 1.3.1 DETERMINACIÓN DE ZONAS TOPOGRÁFICAS De acuerdo a nuestro plano de curvas de nivel

podemos determinar que nuestra zona de emplazamiento es una zona tipo montañosa.

 1.3.2 DETERMINACIÓN DE PENDIENTES MÁXIMAS  Nuestra pendiente máxima según la norma ABC

será de 5%.

1.3.3 DETERMINACIÓN DE RADIOS DE CURVATURA  El radio de curvatura según formula ABC es de 155 m.

1.3.4 DETERMINACIÓN DE SECCIÓN DE LA CARRETERA (SOBRE ANCHO Y CALZADA)

 La calzada de la carretera contando los dos carriles de eje a eje es de 6m y el sobre ancho a cada lado es de 1m, haciendo un total de 8 metros de ancho de plataforma.

CAPITULO 2: ANÁLISIS

2. ESTUDIO PRELIMINAR El proceso del trazado implica una búsqueda

continua, una evaluación y selección de las franjas de terreno que han quedado como merecedores de estudios mas detallados después de haber practicado el reconocimiento, evaluación y ajuste de los trazados tentativos. Con respecto a nuestro proyecto podemos decir que el trazado se lo realizo por la parte mas factible que observamos en nuestro plano de curvas de nivel.

2.1 ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS

En nuestro proyecto solo se realizo el análisis de una sola alternativa ya que al realizar esta cumplía con lo objetivos y especificaciones propuestas ya que como se observa en nuestro plano se trata de una topografía regular.

2.2 ANÁLISIS TOPOGRÁFICO

Como se puede ver en nuestro plano de curvas de nivel el terreno es muy montañoso, no se hizo otro análisis ya que este es un proyecto de fines académico y no se sabe con exactitud la ubicación del lugar de emplazamiento y no se puede hacer un estudio en sitio previo.

CAPITULO 3: ELEMENTOS DE DISEÑO GEOMÉTRICO

3.1 DETERMINACIÓN DEL TPDA Para una carretera Autorruta Tipo IA el TPDA es

mayor a 5000 veh/día.

3.2 DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD DE DISEÑO

Según la ABC la velocidad para una Autoruta Tipo IA es de 120 a 70 km/hora.

3.3 DETERMINACIÓN DEL VEHÍCULO DE DISEÑO Este tipo de carreteras se usa para conectar localidades en el

territorio nacional por lo tanto para el diseño de sobreancho y otros se determino trabajar con el siguiente vehículo tipo bus interurbano detallado en la siguiente figura:

22 )'()'(*2 mRRDh

2/' aRcR

)20

*cos1'*(

doGRm

Dh= 146.15 [m]

3.4 DETERMINACIÓN DE LA DISTANCIA DE VISIBILIDAD

)(*2546.3

* 2

if

VtVdo

Do= 76.897 [m]

3.4 DETERMINACIÓN DE LA DISTANCIA DE FRENADO

CAPITULO 4: DISEÑO GEOMÉTRICO

Las curvas horizontales son aquellas que permiten enlazar dos rectas en el plano horizontal, por lo general la curva para enlazar es una curva circular, pudiendo ser también una curva de transición compuesta por espirales y circulares.

Las curvas verticales son las que permiten el enlace de la línea subrasante a lo largo de la carretera. Las curvas verticales usadas en carreteras como curvas de enlace de los alineamientos rectos longitudinales, pueden ser arcos de circulo, arcos de parábola, de parábola cúbica, etc.

La primera se presenta cuando va de una pendiente positiva a una negativa y la otra cuando va de una pendiente negativa a una positiva. Cuando la diferencia algebraica de dos pendientes que se enlazan es menor o igual a 0.5 %, se recomienda no diseñar una curva vertical porque la diferencia es mínima.

MOVIMIENTO DE TIERRAS Para determinar el movimiento de tierras que origina

un diseño geométrico de una carretera una vez definida la sección transversal en las diferentes estaciones a lo largo de la carretera. Con estas secciones transversales definidas exactamente tanto en los tramos rectos como en los curvos se procede al cálculo de la áreas habiendo las siguientes metodologías:

a) Por planímetro.b) Por papel milimetrado.c) Por coordenadas.d)Por el Land Cad (computadora)

DIAGRAMA CURVA-MASA La curva masa es un diagrama en el cual las

ordenadas representan volúmenes acumulativos del terreno y las abscisas las progresivas. Este diagrama se dibuja en el mismo papel donde se dibujó el perfil del terreno y se proyectó la subrasante.

Para determinar los volúmenes acumulados se consideran positivos los de los cortes y negativos los de los terraplenes, haciéndose la suma algebraicamente, es decir, sumando los volúmenes de signo positivo y restando los de signo negativo.

CAPITULO 5: DISEÑO DE DRENAJE

La localizacion de obras de drenaje se encuentra detallada en el plano de secciones transversales, usando el criterio de colocar cunetas de acuerdo a la topografía del terreno, siendo en curva la separación entre progresivas de 10 m y en rectas de 20 m. Por ejemplo en terraplenes no se diseño cunetas, ya que el agua escurre naturalmente y en zonas donde se realizó el corte es necesaria el diseño de cunetas.

CAPITULO 6: SEÑALIZACIÓN

6. SEÑALIZACIÓN EN CARRETERAS Las señales de tránsito son los signos usados en postes o

pintados en la calle ubicados en el lado de caminos para impartir la información necesaria a los usuarios que transitan por un camino o carretera, en especial los conductores de vehículos. Puesto que las diferencias de idioma pueden crear barreras, las muestras internacionales usan símbolos en lugar de palabras. Se han desarrollado principalmente en Europa y se han adoptado en la mayoría de los países.

Sus propiedades y colocación deben hacerse visibles en todo momento y condiciones climatológicas. El material utilizado deberá ser de una calidad que las haga durables y fáciles de manejar sin representar un peligro al tránsito por su robustez en caso de colisión.

6.1 SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL

Estas son marcas constituidas por rayas, símbolos y letras pintadas sobre la superficie del pavimento y sirven para dirigir y orientar a los usuarios que transitan por las carreteras. Estas marcas tienen la finalidad de indicar ciertos riesgos, peligros, prohibiciones, canalizar el tráfico y complementar las indicaciones de otras señales que controlan el tránsito. Sus características al igual que las otras señales, las hacen visibles durante el día y la noche, excepto cuando existen ciertas condiciones climatológicas que reducen su visibilidad al estar mojadas o cubiertas por hielo o nieve.

6.2 SEÑALIZACIÓN VERTICAL La señalización vertical es la encargada de

proporcionar al usuario información, ya sea de las normas de circulación, de las características de la vía, de las situaciones de peligro o de orientación.

En la fase de construcción, la señalización se debe colocar debidamente en los lugares marcados en el proyecto cumpliendo con la normativa vigente. El anclaje de la señalización dependerá del tipo de soporte de la misma.

CAPITULO 7 : CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1 CONCLUSIONES

Al concluir el proyecto se llego a las siguientes conclusiones:

Se cumplió satisfactoriamente con el trazado y diseño del camino cumpliendo con las normas y especificaciones técnicas para cada uno de los cálculos del diseño geométrico.

Para determinar el movimiento de tierras se utilizo la curva masa teniendo una buena compensación de volúmenes corte y relleno quedando volumen de relleno y sin volumen de desperdicio.

Se realizo el diseño geométrico de un tramo carretero aplicando todos los conocimientos y experiencias adquiridas a lo largo del desarrollo de la materia.

Se pudo constatar de lo fundamental que es seguir las normas y recomendaciones impuestas tanto por la AASHTO y el ABC para de esa manera realizar un correcto y adecuado diseño de una carretera.

Al finalizar se podría mencionar que la realización del presente proyecto fue de mucho provecho en la parte académica debido ayuda a tener un concepto mas claro e inserta de un modo u otro a lo que es la Ingeniería de las Vías de Comunicación.

Mediante la realización del presente proyecto se pudieron aprender nuevos conceptos y procedimientos referentes al correcto diseño de una carretera y de esa manera fortalecer los conocimientos referentes a la materia.

Durante el desarrollo del presente proyecto se pudo verificar que el diseño geométrico de una carretera depende de gran manera de la topografía o dicho de otro modo la topografía es determinante y fundamental en el diseño geométrico de una carretera

7.2 RECOMENDACIONES Entre las recomendaciones del proyecto tenemos: Una vez dibujado el trazo definitivo es recomendable trazar

en el campo para corregir algún error o mejorar lo proyectado.

Es necesario revisar que en todo momento la pendiente de nuestro trazo definitivo nunca sea mayor que la pendiente máxima permitida.

Los radios de curvatura siempre tomarlos según las normas que están en función de la topografía y la velocidad de diseño

No hacer tramos largos y rectos porque produce cansancio en el conductor y esto podría ocasionar accidentes en la carretera.