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Resumen
El presente informe ha sido elaborado en base a las actividades
realizadas durante el periodo de prácticas dentro del curso de
“camino” correspondiente al octavo ciclo.En el siguiente informe trataremos sobre la curvatura, y su campo de
aplicación en lo que respecta a ingeniería civil, un eemplo muy claro
de ello se observa en el dise!o de carreteras.
En la ingeniería civil, una de las principales aplicaciones del cálculo
vectorial se encuentra en la rama del dise!o de vías y carreteras, más
especí"camente, en la curvatura de estas construcciones. En primerlugar hay que saber que toda carretera se compone de tres tipos de
curvaturas, estos son# las rectas, las curvas de transición y la curva
como tal.
En las rectas, la curvatura es igual a cero$ en las curvas de transición,
la curvatura es variable y en la curva como tal, la curvatura es
constante. En este blog, se intentara e%plicar y hacer un especial&nfasis en las curvas de transición, es decir, con curvatura variable.
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OBJETIVOS
'()E*+' -+/0+-12
El obetivo principal de las curvas de transición consiste
en evitar varias discontinuidades en la curvatura de la
carretera. *eniendo en cuenta esto, las curvas de
transición deben cumplir con las mismas condiciones de
seguridad y de est&tica de toda la carretera
'()E*+' 3E04/51+'
-ermitir al estudiante de ingeniería realizar prácticas con
situaciones lo más reales posibles -ara distinguir las curvaturas má%imas y mínimas. 1plicar los conocimientos adquiridos sobre trazado de
carreteras Evaluar y seleccionar la ruta más óptima de acuerdo a las
condiciones topográ"cas, geológicas, hidrológicas y de
drenae, ofrezca el menor costo con el mayor índice de
utilidad económica, social y est&tica.
UBICACIÓN:
UBICAION POLITICA
2a ubicación política del sector a eecutar el proyecto es la siguiente#
PAIS: -er6
REGION: 7ncash
PROVINCIA: -uno
DISTRITO: +/5E-E/5E/0+1
SECTOR: -+/1
UBICACIÓN GEOGRAFICA
0oordenada 8eográ"ca#
PINAR
4bicación# 9:.;:;, 9>>.;?>:
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1. DISEÑO DE CARRETERAS:
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• o es el radio de la curva circular contigua a la clotoide.
•
2o es la longitud total de la curva de transición.• Bo es el retranqueo de la curva circular.
• Co, Do son las coordenadas del punto de unión de la clotoide y
de la curva circular, referidas a la tangente y normal a la
clotoide en su punto de inAe%ión.
• Cm, Dm son las coordenadas de la curva circular retranqueadaF
respecto a los mismos ees.
• G2 es el ángulo de desviación que forma la alineación recta deltrazado con la tangente en un punto de la clotoide. En radianes,
este ángulo es @ 2H?I. En grados, este ángulo es @ J
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1.!. LONGITUD MIN"MA:
2a curva de transición debe cumplir con una longitud mínima para
cumplir con varios requerimientos, entre estos están#
1.!.1. LIMITACION DE LA VARIACION DE LA
ACELERACIÓN CENTRIFUGA EN EL PLANO
#ORI$ONTAL
2a variación aceptada de la aceleración centrípeta y que no
es contrarrestada por el peralte de la carretera, debe tener un
valor má%imo, denominado ).
-ara efectos de cálculo, suponiendo que la clotoide sea
recorrida a una velocidad constante igual a la velocidad
especi"ca de la curva circular asociada de radio menor, el
parámetro 1 se puede de"nir como#
5onde#
• e es la velocidad especí"ca de la curva circular asociada
y de radio menor.• ) es la variación de la aceleración centrifuga.
• < es el radio de la curva circular asociada de radio
mayor.
• L es el radio de la curva circular asociada de radio
menor.
• -< es el peralte de la curva circular asociada de radio
mayor.
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• -L es el peralte de la curva circular asociada de radio
menor.
*eniendo en cuenta esto, la longitud mínima de la curvadebe ser#
2os valores de ) aceptados para todo trazado están dados
por la siguiente tabla#
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9 El retranqueo de la curva circular debe ser como mínimo
;L centímetros.
En t&rminos de cálculo, las condiciones que se deben
cumplir son#
'
5onde#
•
2min es la longitud en metros.
•
L es el radio de la curva circular en metros.
1demás, es muy recomendable que la variación del azimut
entre los e%tremos de la clotoide, se como mínimo, la quinta
parte del ángulo total de giro entre las alineaciones rectas
consecutivas en que se inserta la clotoide.
Osea#
5onde#
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•
2min es la longitud en metros.
•
L es el radio de la curva circular en metros.•
K es el ángulo de giro entre alineaciones rectas.
1.!.%. VALORES MA&IMOS:
Es recomendable que los valores mínimos dados no se
e%cedan considerablemente, de hecho, el má%imo factorpara e%cederse es de
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material fácilmente erosionable y se proyecta con una pendiente tal
que le in"ere al Auo una velocidad mayor a la má%ima permisible del
material constituyente, se protegerá con un revestimiento resistente
a la erosión.
3e limitará la longitud de las cunetas, conduci&ndolas hacia los
cauces naturales del terreno, obras de drenae transversal o
proyectando desagPes dónde no e%istan.
BERMAS
Qrana longitudinal, paralela y adyacente a la calzada o super"cie de
rodadura de la carretera, que sirve de con"namiento de la capa de
rodadura y se utiliza como zona de seguridad para estacionamiento
de vehículos en caso de emergencias.
0ualquiera sea la super"cie de acabado de la berma, en general debe
mantener el mismo nivel e inclinación bombeo o peralteF de la
super"cie de rodadura o calzada, y acorde a la evaluación t&cnica y
económica del proyecto, está constituida por materiales similares a la
capa de rodadura de la calzada.
2as autopistas contarán con bermas interiores y e%teriores en cada
calzada, siendo las primeras de un ancho inferior. En las carreteras de
calzada 6nica, las bermas deben tener anchos iguales.
1dicionalmente, las bermas meoran las condiciones de
funcionamiento del trá"co y su seguridad$ por ello, las bermas
desempe!an otras funciones en proporción a su ancho tales como
protección al pavimento y a sus capas inferiores, detenciones
ocasionales, y como zona de seguridad para maniobras de
emergencia.
2a función como zona de seguridad, se re"ere a aquellos casos en
que un vehículo se salga de la calzada, en cuyo caso dicha zona
constituye un margen de seguridad para realizar una maniobra de
emergencia que evite un accidente.
ANC#O DE LAS BERMAS
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En la *abla JLM.L?, se establece el ancho de bermas en función a la
clasi"cación de la vía, velocidad de dise!o y orografía.
INCLINACIÓN DE LAS BERMAS
En las vías con pavimento superior, la inclinación de las bermas, se
regirá seg6n la Qigura JLM.LJ para las vías a nivel de a"rmado, en los
tramos en tangente las bermas seguirán la inclinación del pavimento.
En los tramos en curva se eecutará el peralte, seg6n lo indicado en el *ópico JLM.LR.
En el caso de que la berma se pavimente, será necesario a!adir
lateralmente a la misma para su adecuado con"namiento, una banda
de mínimo L,; m de ancho sin pavimentar. 1 esta banda se le
denomina sobreancho de compactación s.a.c.F y puede permitir la
localización de se!alización y defensas.
En el caso de las carreteras de bao tránsito#
En los tramos en tangentes, las bermas tendrán una pendiente de
MN hacia el e%terior de la plataforma.
2a berma situada en el lado inferior del peralte, seguirá la
inclinación de &ste cuando su valor sea superior a MN. En caso
contrario, la inclinación de la berma será igual al MN.
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2a berma situada en la parte superior del peralte, tendrá en lo
posible, una inclinación en sentido contrario al peralte igual a MN, de
modo que escurra hacia la cuneta.
2a diferencia algebraica entre las pendientes transversales de la
berma superior y la calzada será siempre igual o menor a >N. Esto
signi"ca que cuando la inclinación del peralte es igual a >N, la
sección transversal de la berma será horizontal y cuando el peralte
sea mayor a >N la berma superior quedará con una inclinación hacia
la calzada, igual a la del peralte menos >N.
PERALTE
+nclinación transversal de la carretera en los tramos de curva,
destinada a contrarrestar la fuerza centrífuga del vehículo.
JLM.LR.L< alores del peralte má%imos y mínimosF
2as curvas horizontales deben ser peraltadas$ con e%cepción de los
valores establecidos "ados en la *abla JLM.LM , JLM.L; y JLM.LR
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-ara calcular el peralte bao el criterio de seguridad ante el
deslizamiento, se utilizará la siguiente fórmula#
5ónde#
p # -eralte má%imo asociado a
# elocidad de dise!o SmHhF
# adio mínimo absoluto mF
Q # 0oe"ciente de fricción lateral má%imo asociado a Tanual de
0arreteras# 5ise!o 8eom&trico evisada y 0orregida a 'ctubre de
?L
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El bombeo puede darse de varias maneras, dependiendo del tipo decarretera y la conveniencia de evacuar adecuadamente las aguas,entre las que se indican#
2a denominada de dos aguas, cuya inclinación parte del centro dela calzada hacia los bordes.
El bombeo de una sola agua, con uno de los bordes de la calzadapor encima del otro. Esta solución es una manera de resolver laspendientes transversales mínimas, especialmente en tramos entangente de poco desarrollo entre curvas del mismo sentido.2os casos antes descritos se presentan en la F'(u)* !+%.+%.
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Ane,-s
Tidiendo la guardería altura de la
carpeta asfáltica
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Tidiendo la carpeta asfáltica la parte interna de la
curvatura
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Tidiendo el carril con el eclímetro midiendo la carpeta
asfáltica
Tidiendo su altura de la se!alización sección transversal
de la cuneta
(+(2+'81QU1
0arreteras 5ise!o modernoF, de )os& 0&spedes 1banto
5ise!o 8eom&trico de carreteras4pload (y (elorofonteF, )ames0ardenas 0risales
*razado de carreteras, -rof. )osep -edret od&s
5ise!o 8eom&trico de vías, de -edro 1ntonio 0hocontá oas