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DISEÑO GEOMETRICO EN PERFIL

Ing M. LAJO G.CAMINOS I Ing° M. Lajo G.

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CAMINOS I Ing° M. Lajo G. 2

DISEÑO GEOMETRICO EN PERFIL

La pendiente de un camino, depende dentro del criterio deuna lógica económica, de las características del terreno enque el trazado se desarrolla.

El problema del trazo en perfil es mucho más delicado que eltrazo en planta, ya que en este, cualquier modificaciónposterior o mejora de la carretera que quiera hacerse bastararetrasar y ensanchar, pero si las pendientes están malproyectadas, no queda mas remedio que hacer estudios devariantes para obtener alargamientos y poder así bajar laspendientes.


2. CONSIDERACIONES GENERALES

• Categoría del Camino• Velocidad de Diseño• Topografía• Alineamiento Horizontal• Distancias de Visibilidad• Seguridad• Drenaje• Costos de Construcción• Valores Estéticos


3. PENDIENTE

Es la tangente trigonométrica de un ángulo de inclinación, elmismo que es medido en tanto por ciento, es decir cuando setrata de una pendiente de 2 ó 3 % se entiende que se asciende odesciende 2 ó 3 cm en cada metro; o 2 ó 3 m en cada 100 metros.


3.1 PENDIENTE MINIMA

Son aquellos que permiten en terrenos planos evitar acumulacionesde agua sobre el firme, por lo que se recomienda una pendientemínima de 0.5 % para el drenaje.

3.2 PENDIENTE MAXIMADependen de las diferencias de altura, es decir de las tangentesentre los puntos a unir.

ALTURA 1º - 2º 3º - 4º

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 más 4.4% 5.0%CAMINOS I Ing° M. Lajo G. 8

4. VISIBILIDAD

4.1 VISIBILIDAD DE PASO

Es la suficiente para detener el vehículo y la necesaria para queel mismo adelante a otro que viaja a velocidad inferior, en elmismo sentido.

4.2 VISIBILIDAD DE PARADA

Es la mínima requerida para que se detenga un vehículo queviaja, ates de que alcance un objeto móvil o inmóvil que seencuentra en su trayectoria.


5. CURVAS VERTICALESLa función de las curvas verticales consiste en reconciliar lastangentes verticales de las gradientes. Las curvas parabólicas seusan casi exclusivamente para conectar tangentes verticales por laforma conveniente en que pueden calcularse las ordenadasverticales.


TIPOS DE CURVAS VERTICALES


Elementos y ecuaciones de las curvas verticales


La curva vertical recomendada es la parábola cuadrática, cuyos elementos principales y expresiones matemáticas se incluyen a continuación, tal como se aprecia en la Figura 3.4.7, siendo:L = Longitud de la curva vertical, medida por su proyección horizontal, (m).S1 = Pendiente de la tangente de entrada, (%).S2= Pendiente de la tangente de salida, (%).A = Diferencia algebraica de pendientes, o sea

E = Externa: Ordenada vertical desde el PIV a la curva, que se determinará así:

X = Distancia horizontal a cualquier punto de la curva desde el PCV o PTV, (m)Y = Ordenada vertical en cualquier punto (m) y, se calcula mediante la expresión:Esta ordenada se le resta a las cotas de las tangentes en las curvas verticales tipo 1 y 2 y se le suma en las tipo 3 y 4 de la Figura 3.4.6.PCV = Principio de la curva vertical.PIV = Punto de intersección de las tangentes verticales.PTV = Terminación de la curva vertical.


Elementos y ecuaciones de las curvas verticales

5.1 LONGITUD DE LAS CURVAS CONVEXAS.

Cuando D < L;

Cuando D > L;

D : Distancia mínima de visibilidad de parada en metrosL : Longitud mínima de curva en metrosIo : Diferencia algebraica de la pendiente en %


Basado es estas fórmulas, en las normas Peruanas, se ha preparado el siguientecuadro que permite obtener rápidamente las longitudes de las curvas verticalesconcavas en función de las velocidades directrices, las pendientes de visibilidad y lasdiferencias de pendiente:

Dif. AlgPendiente

100 kph

80 60 50 45 35 30 25

2%3% 80 m4% 130 40 m5% 170 80 10 m6% 200 100 307% 240 120 50 30 m8% 280 140 60 40 30 m 10 m9% 320 160 70 40 40 20

10% 340 170 80 50 40 2011% 380 180 90 70 50 3012% 420 210 100 70 60 4013% 450 230 110 70 70 40 20 m14% 480 240 120 80 80 40 20 10 m15% 520 260 130 90 80 50 30 1016% 560 280 130 90 80 50 30 10CAMINOS I

Ing° M. Lajo G. 15

5.2 LONGITUD DE LAS CURVAS CÓNCAVAS.

Cuando V ≥ 100 KPH

Para V entre 60 y 100 KPH

Para v ≤ 60 KPH

L : Longitud de la curva vertical (m)io : Diferencia algebraica de pendientes (%)

V : Velocidad de diseño


Dif. Alg Pendiente

100 kph

80 60 50 45 35 30 25

2% 20 17 14 10 8 5 4 33% 30 25 22 15 12 8 6 44% 40 34 29 20 17 10 8 55% 50 42 36 25 21 13 9 76% 60 51 43 30 25 15 11 87% 80 60 50 35 28 18 13 98% 90 68 58 40 33 20 15 109% 90 77 65 45 37 23 17 12

10% 100 85 72 50 41 25 18 1311% 110 94 80 55 45 28 20 1412% 120 102 87 60 48 30 22 1513% 130 112 94 65 53 33 24 1714% 140 120 102 70 58 35 25 1815% 150 128 108 75 62 38 27 1916% 160 137 115 80 66 40 29 20


CALCULO DE LOS PUNTOS DE LAS CURVAS VERTICALES

Las curvas verticales parabólicas que se proyectan para losvértices de la rasante, son salvo casos especiales, simétricas, o seaque tienen la misma longitud a cada lado del vértice de cambiode rasante.

L = Longitud de la curva verticalIo= Diferencia algebraica de pendiente expresada en %


5. INFLUENCIA DE LA PENDIENTE PORSU LONGITUD

Se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:

•Evitar tramos cortos con pendientes diferentes, puesto que seocasionan incomodidades al conductor. Se recomiendan longitudesmínimas con pendientes uniformes en 200 m.

•Las pendientes máximas se recomiendan una longitud máxima de300 m consideradas antes y después a este tramo con pendientesdel 2% con una longitud de 400 a 600 m.


6. CRITERIOS SOBRE LA DISTRIBUCIONDE PENDIENTES (S)

•Identificar los puntos obligatorios de paso.•Las distancias que la separan y poder determinar una pendienteque no ocasione movimiento de tierras en acceso.•Evitar en lo mínimo ríos, hondonadas pronunciadas, etc.•De acuerdo al llevado de línea gradiente evitar los corte,demasiado desarrollados en materiales (roca dura) ya que esdemasiado costoso en la ejecución de dicho proyecto, mano deobra, equipo, materiales, etc.


7. DISEÑO ESPACIAL DE LA VIA

La visión que el conductor tiene de la plataforma de la carretera,así como de su enmarcamiento en el paisaje, le produce una seriede impresiones. Si éstas son poco claras o desvían su atención, laconducción se hace tensa, errática o distraída, con lo que lasposibilidades de accidentes aumentan.Las condiciones ideales para el conductor son aquellas en las quela visión de la carretera es dinámicamente estable y su transcursoposterior predictible.


7.1 ELEMENTOS DEL ALINEAMIENTO ESPACIAL


7.2 SUPERPOSICIÓN DE PLANTA Y PERFIL

a) Relación entre los Elementos de Diseño en Planta y Perfil.

Debe tenerse presente que los radios de las curvas enplanta y de los de las curvas verticales cóncavas que sesuperpongan deben estar relacionados entre sí.


b) Relación entre los Puntos de Inflexión en Planta y Perfil.

En general, los puntos de inflexión en planta y perfildeben aproximadamente coincidir y ser iguales encantidad a lo largo de un tramo


c) Combinaciones Indeseables.

No debe proyectarse curvas horizontales de radio mínimo, encorrespondencia o próximas al punto más bajo de una curvavertical cóncava que enlace rasantes de pronunciadaspendientes descendentes, puesto que el incremento develocidad que dichas rasantes generan redunda en aumento deaccidentes.


MAL Y BUEN DISEÑO VERTICAL DE UN SECTOR DE CARRETERA


d) Pérdidas de Trazado.

Se entiende por pérdida de trazado la desaparición de laplataforma a la vista del conductor y su reaparición a unadistancia que no es lo suficientemente grande como para hacerdesaparecer el efecto sicológico adverso que tal situaciónproduce.


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