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´ Indice general 1. INTRODUCCI ´ ON 5 1.1. Teorema de la divergencia de Gauss ................... 5 1.2. Teorema de Stokes ............................ 5 1.3. Teorema de la divergencia de Green ................... 5 2. Objetivos 7 3. Objetivos del dise˜ no geom´ etrico 8 3.1. Factores o condicionantes del dise˜ no geom´ etrico ............ 9 3.1.1. Factores externos ......................... 9 3.1.2. Factores internos ......................... 10 Velocidades en el dise˜ no ..................... 10 Visibilidades en el dise˜ no .................... 12 Estabilidad en curvas ...................... 13 Consistencia del dise˜ no geom´ etrico ............... 13 Percepci´ on armoniosa del dise˜ no ................. 14 3.2. CLASIFICACI ´ ON DE LA RED VIAL ................. 14 3.2.1. AUTOPISTAS .......................... 14 3.2.2. CARRETERAS DUALES O MULTICARRIL ......... 15 3.2.3. CARRETERAS DE 1RA. CLASE ............... 15 3.2.4. CARRETERAS DE 2DA. CLASE ............... 15 3.2.5. CARRETERAS DE 3RA. CLASE ............... 15 3.2.6. TROCHAS CARROZABLES .................. 15 3.3. CLASIFICACI ´ ON DE LA RED VIAL ................. 15 3.3.1. CARRETERAS TIPO 1 ..................... 15 3.3.2. CARRETERAS TIPO 2 ..................... 15 3.3.3. CARRETERAS TIPO 3 ..................... 16 3.3.4. CARRETERAS TIPO 4 ..................... 16 3.4. CRITERIOS Y CONTROLES B ´ ASICOS PARA EL DISE ˜ NO .... 16 3.4.1. GENERALIDADES ....................... 16 3.4.2. RELACI ´ ON ENTRE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ Y LAS CAR ´ ACTER ´ ISTICAS GEOM ´ ETRICAS ............ 16 3.4.3. VELOCIDAD DE MARCHA .................. 17 3.4.4. VELOCIDAD DE OPERACI ´ ON ................ 17 3.4.5. RELACI ´ ON ENTRE LAS VELOCIDADES DE OPERACI ´ ON Y DE MARCHA ......................... 17 3.4.6. ELECCI ´ ON DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ ........ 18 3.4.7. VARIACIONES DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ ..... 19 3.5. SECCI ´ ON TRANSVERSAL ...................... 19 3.5.1. N ´ UMERO DE CARRILES DE LA SECCI ´ ON TIPO ..... 21 3.5.2. CALZADA ............................ 22 Ingenier´ ıa Civil 1

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  • Indice general

    1. INTRODUCCION 51.1. Teorema de la divergencia de Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2. Teorema de Stokes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.3. Teorema de la divergencia de Green . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

    2. Objetivos 7

    3. Objetivos del diseno geometrico 83.1. Factores o condicionantes del diseno geometrico . . . . . . . . . . . . 9

    3.1.1. Factores externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.1.2. Factores internos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

    Velocidades en el diseno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Visibilidades en el diseno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Estabilidad en curvas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Consistencia del diseno geometrico . . . . . . . . . . . . . . . 13Percepcion armoniosa del diseno . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

    3.2. CLASIFICACION DE LA RED VIAL . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.2.1. AUTOPISTAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.2.2. CARRETERAS DUALES O MULTICARRIL . . . . . . . . . 153.2.3. CARRETERAS DE 1RA. CLASE . . . . . . . . . . . . . . . 153.2.4. CARRETERAS DE 2DA. CLASE . . . . . . . . . . . . . . . 153.2.5. CARRETERAS DE 3RA. CLASE . . . . . . . . . . . . . . . 153.2.6. TROCHAS CARROZABLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

    3.3. CLASIFICACION DE LA RED VIAL . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.3.1. CARRETERAS TIPO 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.3.2. CARRETERAS TIPO 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.3.3. CARRETERAS TIPO 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.3.4. CARRETERAS TIPO 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

    3.4. CRITERIOS Y CONTROLES BASICOS PARA EL DISENO . . . . 163.4.1. GENERALIDADES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.4.2. RELACION ENTRE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ Y LAS

    CARACTERISTICAS GEOMETRICAS . . . . . . . . . . . . 163.4.3. VELOCIDAD DE MARCHA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.4.4. VELOCIDAD DE OPERACION . . . . . . . . . . . . . . . . 173.4.5. RELACION ENTRE LAS VELOCIDADES DE OPERACION

    Y DE MARCHA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.4.6. ELECCION DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ . . . . . . . . 183.4.7. VARIACIONES DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ . . . . . 19

    3.5. SECCION TRANSVERSAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.5.1. NUMERO DE CARRILES DE LA SECCION TIPO . . . . . 213.5.2. CALZADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

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    Ancho de Tramos en Tangente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Ancho de Tramos en Curva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

    3.5.3. BERMAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Ancho de las Bermas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Inclinacion de las Bermas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

    3.5.4. BOMBEOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.5.5. PERALTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

    Valores del Peralte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Transicion del bombeo al peralte. . . . . . . . . . . . . . . . . 25Condicionantes para el Desarrollo del Peralte. . . . . . . . . . 25

    3.5.6. SEPARADORES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27DIMENSIONES EN LOS PASOS BAJO NIVEL . . . . . . . . 27

    3.5.7. TALUDES, CUNETAS Y OTROS ELEMENTOS . . . . . . . 28Taludes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

    3.5.8. Cunetas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Talud Interior de Cunetas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Profundidad de la Cuneta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31El Fondo de la Cuneta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Revestimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Velocidad admisible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Puntos de Desague . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

    3.5.9. AREAS DE DESCANSO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Plazoletas de Estacionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Miradores Tursticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

    3.6. DISENO GEOMETRICO EN PLANTA Y PERFIL . . . . . . . . . . 323.6.1. GENERALIDADES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.6.2. CONSIDERACIONES DE DISENO . . . . . . . . . . . . . . 33

    4. Diseno Geometrico enPlanta y Perfil 344.1. Alineacion Horizontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

    4.1.1. GENERALIDADES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.1.2. CONSIDERACIONES DE DISENO . . . . . . . . . . . . . . 344.1.3. TRAMOS EN TANGENTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354.1.4. CURVAS CIRCULARES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354.1.5. Relacion del Peralte, Radio y Velocidad Especfica . . . . . . . 384.1.6. Curvas en Contraperalte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384.1.7. TRANSICION DE PERALTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.1.8. SOBREANCHO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

    Necesidad del Sobreancho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Valores del Sobreancho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Longitud de Transicion y Desarrollo del Sobreancho . . . . . . 44

    4.1.9. CURVAS DE TRANSICION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Tipo de Espiral y Transicion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Eleccion del Parametro para una Curva de Transicion . . . . . 45

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    Parametros Mnimos y Deseables . . . . . . . . . . . . . . . . 48Radios que permiten Prescindir de la Curva de Transicion . . 50Transicion de Peralte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

    4.1.10. CURVAS COMPUESTAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Curvas Vecinas del Mismo Sentido . . . . . . . . . . . . . . . 50Configuraciones Lmite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Curva y Contracurva (Curva S) . . . . . . . . . . . . . . . . 51Configuraciones no Recomendables . . . . . . . . . . . . . . . 52

    4.1.11. CURVAS DE VUELTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.1.12. VISIBILIDAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

    Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52Verificacion de Distancias de Visibilidad . . . . . . . . . . . . 53Verificacion de la distancia de visibilidad en planta . . . . . . 54Verificacion de la distancia de visibilidad en elevacion . . . . . 55

    4.1.13. COORDINACION ENTRE CURVAS CIRCULARES . . . . . 56

    5. Diseno Geometrico delPerfil Longitudinal 59

    5.0.14. GENERALIDADES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595.0.15. CONSIDERACIONES DE DISENO . . . . . . . . . . . . . . 595.0.16. CURVAS VERTICALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

    Necesidad de Curvas Verticales . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Proyecto de las Curvas Verticales . . . . . . . . . . . . . . . . 60Longitud de las Curvas Convexas. . . . . . . . . . . . . . . . . 61Longitud de las Curvas Concavas. . . . . . . . . . . . . . . . . 61Consideraciones Esteticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

    5.0.17. PENDIENTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62Pendientes Mnimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62Pendientes Maximas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62Pendientes Maximas Absolutas . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Relacion entre velocidad directriz y pendiente. . . . . . . . . . 63Tramos en Descanso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

    5.0.18. LONGITUD EN PENDIENTE . . . . . . . . . . . . . . . . . 635.0.19. CARRILES DE ASCENSO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

    Necesidad del Carril . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Disposicion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

    6. Procedimientos ymemoria de calculo 66

    7. Datos de campo 677.0.20. EJE DE CARRETERA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677.0.21. NIVELACION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687.0.22. SECCIONAMIENTO CON ECLIMETRO . . . . . . . . . . . 69

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  • texto 1 texto 2

    8. Calculos y resultados. 738.0.23. EJE DE CARRETERA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 738.0.24. NIVELACION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748.0.25. GRAFICOS DEL SECCIONAMIENTO . . . . . . . . . . . . 758.0.26. DATOS DE LAS CURVAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

    9. Cierre 79

    10. Bibliografa 80

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  • 1 INTRODUCCION

    1.1 Teorema de la divergencia de Gauss

    Suponga que V es el volumen limitado por una superficie cerrada S y que A esuna funcion vectorial de posicion con derivadas continuas.Entonces:

    donde n es la normal positiva (dirigida hacia fuera) de S.

    1.2 Teorema de Stokes

    Suponga que S es una superficie abierta, de dos lados limitada por una curva Ccerrada que no se interseca a s misma (curva simple cerrada), y suponga que A esuna funcion vectorial de posicion con derivadas continuas.Entonces:

    donde C recorre en la direccion positiva.

    La direccion de C se llama positiva si un observador que caminara sobre lafrontera de S en esa direccion, con su cabeza vuelta hacia la direccion de la normalpositiva a S, tuviera la superficie a su izquierda.

    1.3 Teorema de Green

    Suponga que R es una region cerrada en el plano xy, limitada por una curva sim-ple cerrada, C, y que M y N son funciones continuas de x e y que tienen derivadascontinuas en R.Entonces:

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  • texto 1 texto 2

    donde C se recorre en al direccion positiva(en sentido contrario al movimientode las manecillas del reloj).

    Una carretera o ruta es una va de dominio y uso publico, proyectada y construidafundamentalmente para la circulacion de vehculos automoviles. Existen diversostipos de carreteras, aunque coloquialmente se usa el termino carretera para definira la carretera convencional que puede estar conectada, a traves de accesos, a laspropiedades colindantes, diferenciandolas de otro tipo de carreteras, las autovasy autopistas, que no pueden tener pasos y cruces al mismo nivel. Las carreterasse distinguen de un simple camino porque estan especialmente concebidas para lacirculacion de vehculos de transporte.

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  • 2 Objetivos

    El objetivo principal es que se comprenda como se concibe una carretera a travesde su diseno geometrico, y el planteamiento que conlleva, teniendo en cuenta todoslos factores propios del territorio por donde trazar la carretera y los criterios deldiseno, intentando satisfacer al maximo los diferentes objetivos del diseno. Ademas,se aprendera con mas detalle: cada uno de los objetivos del diseno geometrico deuna carretera, los factores o condicionantes externos y los factores o criterios propiosdel diseno.

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  • 3Objetivos del disenogeometrico

    Con el diseno geometrico hay que intentar lograr todos los objetivos del mismo,que son: la funcionalidad, la seguridad, la comodidad, la integracion ambiental, laarmona o estetica, la economa y la elasticidad de la solucion final. Pero no to-dos ellos estan en correspondencia, sino que algunos de ellos son contrapuestos. Portanto, en la evaluacion del diseno geometrico habra que llevar a cabo un balanceconjunto entre los diferentes objetivos que tengan un efecto contrario. Por ejemplo,una solucion del diseno geometrico que suponga menores pendientes longitudinalessupondra una mejor funcionalidad, al facilitar la evolucion de los vehculos, con unmenor coste de funcionamiento de los mismos, pero lo mas normal, ante orografasque no sean llanas, sera que haya un mayor coste de ejecucion al haber mayores mo-vimientos de tierras y una menor integracion ambiental al aparecer mayores taludesy ocupaciones de terrenos. La funcionalidad vendra determinada por el tipo de vaa proyectar y sus caractersticas, as como por el volumen y propiedades del traficoque se estime pueda recorrerla cuando este en servicio, permitiendo una adecuadamovilidad por el territorio a los usuarios y mercancas a traves de una suficientevelocidad de recorrido del conjunto de la circulacion. Esto supone realizar previa-mente un estudio de estimacion de la demanda de trafico y, en paralelo al diseno, unestudio de capacidad y nivel de servicio del trafico para asegurar que durante el pe-riodo de vida de la carretera (normalmente 20 anos) se pueda ofrecer una adecuadacalidad de la circulacion. La seguridad vial ha de ser la premisa basica en cualquierdiseno viario, inspirando todas las fases del mismo, hasta las mnimas facetas, refle-jada principalmente en la simplicidad y uniformidad de los disenos, para que seanfacilmente perceptibles por los conductores y as puedan adaptar gradualmente sucomportamiento a lo largo de la carretera. La seguridad no se logra limitandose acumplir las normas de diseno geometrico porque estas tienen en cuenta e incorporan,de forma explcita o implcita, el resto de los objetivos, especialmente el economico.Hay que llevar a cabo una estimacion de los efectos operacionales de la geometraque estemos planteando para analizar la evolucion previsible de los vehculos y elcomportamiento de los conductores; esto supone el analisis basado en la seguridadsustantiva. La comodidad de los usuarios de los vehculos debe incrementarse enconsonancia con la mejora general de la calidad de vida, reduciendo las aceleracio-nes y, especialmente, sus variaciones, que minoran el confort de los ocupantes delos vehculos. Todo ello ajustando las curvaturas de la geometra y sus transicionesa las velocidades de operacion por las que optan los conductores a lo largo de lostrazados. Esto afecta sobre todo al diseno adecuado de las curvas horizontales y,en menor medida, a las curvas verticales. La integracion en su entorno ha de pro-curar minimizar los impactos ambientales, teniendo en cuenta el uso y valores del

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  • texto 1 texto 2

    territorio y los suelos afectados, siendo basica la mayor adaptacion fsica posible ala orografa existente. As se lograran reducir las excavaciones y rellenos, as comolos puentes y viaductos, redundando en una menor ocupacion de terrenos y en unasbarreras fsicas y visuales menos intrusivas. Es muy importante considerar la inte-gracion ambiental como objetivo fundamental a tener en cuenta en el diseno, y nocomo una necesidad de correccion a posteriori de los impactos generados. La mayorparte de los proyectos de carretera suponen la necesidad de llevar a cabo la declara-cion de impacto ambiental (DIA). La armona o estetica de la obra resultante tienedos posibles puntos de vista: el exterior o estatico, relacionado con la adaptacionpaisajstica ya mencionada, y el interior o dinamico, vinculado con la comodidadvisual del conductor ante las perspectivas cambiantes que se agolpan en sus pupilasy pueden llegar a provocar fatiga o distraccion, motivo de peligrosidad. Hay queobtener un diseno geometrico conjunto que ofrezca al conductor un recorrido facil yagradable, exento de sorpresas y desorientaciones. Lo ideal es lograr una carreteraautoexplicativa, es decir, que su percepcion sea simple para el conductor e interpretede forma rapida y clara como ha de adaptarse a el. La economa o el menor costeglobal posible, tanto de la ejecucion de la obra, como de la explotacion futura de lamisma, alcanzando siempre una solucion de compromiso con el resto de objetivos ocriterios. Aunque en la fase de diseno se controlan directamente los volumenes delas diferentes unidades de obra (excavaciones, rellenos, etc.), se requiere en la eva-luacion y comparacion de las soluciones la estimacion de los costes de operacion delos vehculos, sobre todo relacionados con diferencias en la longitud a recorrer en eltramo y en las pendientes longitudinales que hacen que los consumos puedan variar.La elasticidad de la solucion final permitira la acomodacion de futuras ampliacioneso mejoras, siempre y cuando estas sean previsibles en un plazo razonable de tiempo.Este objetivo debe ser de aplicacion cuando se disenan carreteras de calzada unicaque sean una primera fase de una autova o autopista. Tambien puede ser conve-niente al disenar una autova o autopista contemplando que a medio plazo, antes deagotar su vida util, precise la ampliacion de un carril en cada calzada, que puedeganarse por el centro si hay una mediana suficientemente ancha, o por el exteriorampliando la ocupacion.

    3.1 Factores o condicionantes del diseno geometrico

    Los factores o condicionantes del diseno a tener en cuenta son muy variados,pero se pueden agrupar en externos o previamente existentes, correspondientes alterritorio por donde se quiere trazar la carretera, e internos o propios de la va y sudiseno.

    3.1.1. Factores externos

    Los factores externos estan relacionados, entre otros aspectos, con la orografadel terreno natural, la constitucion geologica y geotecnica del mismo, el volumen ycaractersticas de la circulacion actual y su estimacion futura, los valores ambienta-les del territorio, la climatologa e hidrologa de la zona, las actuaciones urbansticas

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  • texto 1 texto 2

    existentes y previstas, los parametros socio-economicos del area y la estructura par-celaria de las propiedades. Toda esta informacion siempre es basica y previa al iniciodel diseno geometrico, por lo que hay que empezar recopilando o extrayendo todoslos datos precisos, para analizarlos y establecer las conclusiones y parametros quepuedan afectar y condicionar realmente el diseno. Nunca se debe arrancar el disenogeometrico de una carretera cuando se disponga tan solo de la cartografa, porque eltrazado que vayamos desplegando sobre el territorio tiene grandes probabilidades deverse condicionado o coartado por las restricciones que vayan aflorando al avanzaren el estudio de los diferentes factores externos.

    3.1.2. Factores internos

    Los factores internos del diseno contemplan las velocidades a tener en cuentapara el mismo, los efectos operacionales de la geometra especialmente vinculadoscon la seguridad exigible y los relacionados con la estetica y armona de la solucion.Los efectos operacionales de la geometra de la carretera vinculados con la seguridadafectan a la visibilidad necesaria para poder efectuar las maniobras que se desarro-llan habitualmente en el manejo de los vehculos, a la necesaria estabilidad de losvehculos en su circulacion a lo largo de las curvas y a la consistencia u homogeneidadde los disenos para garantizar al conductor unas evoluciones graduales y sencillas,que no conlleven sorpresas repentinas con respecto a lo esperado o deseado por elmismo.

    Velocidades en el diseno En el diseno geometrico de carreteras la velocidad quepodran desarrollar los vehculos sobre la va es un parametro fundamental y basico.La cuestion primordial estriba en cual es la velocidad mas apropiada en la que se de-be basar el trazado. Historicamente el criterio clasico ha sido seleccionar y aplicar lavelocidad de proyecto (internacionalmente conocida como velocidad de diseno), tal ycomo fue definida y adoptada en Estados Unidos en 1936 (Barnett, J.), suponiendoque todos los vehculos van a circular y mantener uniformemente esa velocidad a lolargo de la va. Su seleccion se basa principalmente en la clase o tipo de carretera yen las caractersticas orograficas y urbansticas del entorno. Su aplicacion permiteestablecer la referencia mnima para algunos parametros basicos del diseno, como elradio mnimo de las curvas y las distancias de visibilidad necesarias para determina-das maniobras a lo largo de la va. Durante las dos ultimas decadas en algunos pasesse ha reexaminado el concepto clasico y revisado los metodos para tener mejor encuenta las disparidades manifiestas entre la velocidad de proyecto y las velocidadesnormales de operacion que desarrollan los conductores, especialmente en carreterasconvencionales (de una sola calzada) rurales. Mientras que el concepto de velocidadde proyecto fue desarrollado en el convencimiento de que los conductores circularana dicha velocidad, sin comprobacion alguna, las velocidades de operacion observadasy entendidas como aquellas a las que los conductores optan para manejar sus vehcu-los, son en muchos casos discordantes con el criterio clasico. Por todo ello, aunquela velocidad de proyecto sigue siendo un concepto y parametro basico, aparecen in-teresantes diferencias en su seleccion y aplicacion, al basarla mas directamente en elcomportamiento real previsible de los conductores, satisfaciendo las expectativas delos mismos. Teniendo en cuenta que los conductores optan por un determinado nivel

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    de velocidad en funcion del tipo de carretera por la que circulan y sus caractersticasgeometricas, condicionados tambien por la configuracion fsica de la orografa y losdesarrollos urbansticos del entorno, la seleccion de la velocidad de proyecto ha deaproximarse lo maximo posible a ese nivel esperado, por lo que se establecen unosrangos de posibles velocidades de proyecto para cada tipo de carretera y orografa,sin mucha holgura, para ofrecer una geometra que se acomode a las expectativasrazonables de los conductores y, por tanto, sea segura y comoda. El resto de factoresy los criterios u objetivos del diseno condicionaran la seleccion definitiva de la masadecuada velocidad de proyecto, entre ellos el volumen de trafico esperado. El quehaya un mayor o menor nivel de demanda de trafico no afecta las velocidades quepueden llegar a desarrollar los vehculos a efectos de garantizarles con la geometrasu seguridad y comodidad en la circulacion, puesto que las situaciones mas com-prometidas o crticas se produciran siempre con vehculos ligeros, que son los quepueden desarrollar velocidades mayores, y circulacion libre, es decir, turismos circu-lando en solitario o con suficiente hueco con respecto al precedente, para que as seael conductor, en funcion de las caractersticas fsicas que percibe de la carretera ysu entorno, el que elige con libertad la velocidad que considera adecuada en cadalugar y momento. Lo que si justificara el nivel de demanda de trafico previsible,sin lugar a dudas, es una mayor o menor funcionalidad y, por tanto, rentabilidadglobal de la inversion. Se hace inevitable una adecuada tramificacion de la carreteraa disenar para que las diferentes velocidades de proyecto seleccionadas se ajusten alas caractersticas mencionadas en cada tramo, siendo imprescindible que los tramostengan una longitud mnima suficiente (2 km) para que el conductor pueda hacer lalectura apropiada de la va y su entorno, traduciendola en un nivel de velocidadesde operacion acorde con la velocidad de proyecto utilizada, escalonando progresiva-mente las distintas velocidades de proyecto de los sucesivos tramos para favorecerla acomodacion a las nuevas condiciones, evitando as los cambios bruscos. Como lavelocidad de proyecto se aplica para la determinacion de las caractersticas mnimasde los parametros basicos de la geometra, siempre se ha considerado conveniente lautilizacion de valores superiores cuando fuera posible, a pesar de seguir suponiendoque la circulacion se producira a dicha velocidad. As se provocan velocidades deoperacion en algunas partes de la va superiores a la velocidad de proyecto, debido aque los conductores observan un trazado de condiciones mas suaves que las mnimaso estrictas, por lo que se les invita a circular a una mayor velocidad. De esta forma seconsumen los margenes de seguridad disponibles, pudiendo llegarse a agotar con lapeligrosidad que ello supone. Por tanto, aunque la velocidad de proyecto siga siendoel parametro basico e inicial del diseno geometrico, seleccionada estrechamente conlas condiciones fsicas de la va y su entorno y, por tanto, con el nivel de velocidadal que van a desear operar los conductores, y que nos condiciona las caractersticasmnimas de los parametros geometricos, no se puede seguir suponiendo que los con-ductores van a hacer circular siempre sus vehculos manteniendo esa velocidad, porlo que hay que estimar las velocidades de operacion que pueden llegar a desarrollara lo largo de cada uno de los elementos del trazado, disenandolos en correspondenciacon ellas y as garantizar la seguridad y comodidad de los usuarios de la carretera.Internacionalmente se acepta como velocidad de operacion de un elemento del tra-zado aquella velocidad de los vehculos ligeros circulando en flujo libre que solo es

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    superada por el 15Como una primera aproximacion a las velocidades de operacionse pueden emplear las velocidades especficas de cada uno de los elementos geometri-cos, por ejemplo, de curvas en planta, siendo estas las velocidades inferidas de lascaractersticas geometricas resultantes en base a los mismos criterios de comodidady seguridad considerados para la aplicacion de la velocidad de proyecto. Es decir,que la velocidad especfica de una determinada curva con radio superior al mnimocorrespondiente a la velocidad de proyecto del tramo, sera equivalente a la velocidadde proyecto que tuviera asociado ese radio como mnimo. Igualmente ocurrira conotro tipo de elementos del diseno. As, la velocidad especfica se corresponde conla velocidad de diseno inferida para un elemento del trazado concreto. Por tanto,habra toda una sucesion de velocidades especficas asociadas a cada uno de los ele-mentos geometricos, no pudiendo ser nunca inferiores a la velocidad de proyecto deltramo. Disenando con las diferentes velocidades especficas siempre se mantendranlos margenes de comodidad y seguridad dentro de cada elemento. Por ejemplo, esta-bleciendo el peralte correspondiente a una curva de un determinado radio en base asu velocidad especfica y no en funcion de la velocidad de proyecto que puede llegara ser muy inferior. Para una mejor estimacion de las velocidades de operacion de losdiferentes elementos geometricos a lo largo de la carretera hay que apoyarse en eluso de modelos, evidentemente empricos, que tengan en cuenta todos o algunos delos parametros involucrados en la eleccion, por parte del conductor, de una determi-nada velocidad para operar su vehculo, relacionados con las caractersticas fsicaso geometricas de la carretera y su entorno. Se ha comprobado en diversos estudiose investigaciones que las velocidades de operacion reales superan habitualmente alas velocidades especficas en carreteras rurales con velocidades de proyecto no su-periores a 90 km/h, sobre todo con la mejora paulatina que se ha producido en lasprestaciones de los vehculos ligeros y su diseno ergonomico. Es en esos casos dondese hacen mas necesarias unas estimaciones de las velocidades de operacion adecuadasa las condiciones particulares o locales de cada pas, abordando y desarrollando lasinvestigaciones empricas correspondientes, con sus revisiones periodicas. En Espanaya se disponen de estas herramientas complementarias al diseno geometrico, que per-miten estimar las consecuencias operacionales de un determinado trazado, a travesdel desarrollo, mediante modelos y reglas de construccion, del perfil de velocidadesde operacion correspondiente. As se puede efectuar una evaluacion operacional deldiseno geometrico, yendo mas alla de una simple verificacion geometrica como hastaahora. Estas herramientas de analisis se han de aplicar a cada tanteo del disenogeometrico, dentro del proceso iterativo de mejora y perfeccionamiento del disenobuscando la solucion optima.

    Visibilidades en el diseno Los conductores precisan de suficiente visibilidadpara desarrollar con seguridad y comodidad las maniobras necesarias en la conduc-cion de los vehculos, relacionadas especialmente con la detencion o parada antela presencia de un posible obstaculo sobre la calzada, el adelantamiento de otrosvehculos mas lentos, el cruce o la incorporacion a otra carretera, la orientacion yanticipacion ante situaciones complejas o inesperadas, y el esquivamiento de otrovehculo en sentido contrario cuando la calzada es estrecha. Con el diseno geometri-co hay que lograr unas distancias de visibilidad disponibles siempre superiores a lasdistancias de visibilidad necesarias para las diferentes maniobras que se pueden dar.

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    La visibilidad disponible en cada punto dependera de la configuracion geometricaque le demos a la carretera y su insercion en el terreno y su entorno, pudiendo apa-recer las restricciones de visibilidad dentro de la carretera, como en la parte alta deuna curva vertical convexa, o por elementos situados en la margen, como taludes,muros, plantaciones, etc. En el caso de la maniobra de parada, se trata de una ma-niobra de emergencia, impuesta al conductor porque no depende de el que aparezcaun obstaculo sobre la calzada, por lo que se debe garantizar la distancia de visi-bilidad de parada en cualquier punto de la carretera, condicionada principalmentepor las correspondientes velocidades de operacion o especficas de cada elemento yno por la velocidad de proyecto, teniendo en cuenta los razonamientos anteriores.En cambio, en la mayora de las normas o guas de diseno geometrico, se consideraimprescindible disponer de la distancia de parada para la velocidad de proyecto deltramo, cuando solo en curvas con radio mnimo los conductores desarrollaran esavelocidad. En cambio, las maniobras de adelantamiento y cruce o incorporacion sonpotestativas del conductor, porque puede y debe elegir el momento adecuado parallevar a cabo la maniobra con seguridad, pero son obligatorias para el que disena lacarretera, que tiene que localizar los tramos de adelantamiento y las interseccionesen zonas donde se pueda facilitar y garantizar la distancia de visibilidad necesariacorrespondiente

    Estabilidad en curvas Cuando un vehculo circula por una curva en planta se ledebe permitir recorrerla con seguridad y comodidad para la velocidad de operacionpor la que opte al afrontarla. La seguridad se introduce en el diseno garantizando laestabilidad del vehculo ante la fuerza centrfuga que tiende a desequilibrarlo haciael exterior de la curva, oponiendose a ella el peralte o inclinacion transversal de lacalzada y el rozamiento transversal movilizado entre los neumaticos y el pavimen-to. Por tanto, para cada velocidad de operacion o especfica se adopta o asume unrozamiento transversal movilizable que sea comodo y seguro en condiciones crti-cas, como son pavimento humedo y buen estado de los neumaticos, y un peraltesuficiente, obteniendo as el radio de la curva que genera la fuerza centrfuga que sepuede contrarrestar con los valores anteriores seleccionados. De esa forma se producesiempre una relacion directa entre el radio de una curva, su peralte y su velocidadespecfica, es decir, hay una relacion biunvoca entre curvatura y velocidad especfi-ca. Cada radio tiene asociado un peralte. Esto mejora la seguridad, garantizandola estabilidad de los vehculos en las curvas al encontrar y percibir los conductoresiguales condiciones dinamicas para curvaturas semejantes, por lo que sus velocida-des de operacion se adecuan a las geometras. Por tanto, en el proceso de disenogeometrico, se puede adoptar o decidir el radio que vaya a tener una determinadacurva y de el deducir la velocidad especfica correspondiente, o viceversa, se puedeoptar por asignar una cierta velocidad especfica a la curva y de ella derivar el radioque le corresponda. La forma tradicional de proceder era la primera, mientras queahora es mas habitual la segunda, puesto que permite controlar mejor la evolucionde las velocidades a lo largo de la carretera.

    Consistencia del diseno geometrico Ademas, hay que lograr un diseno geometri-co consistente, que disponga los elementos de la va y sus caractersticas geometricascontribuyendo a minimizar las violaciones de las expectativas del conductor, de mo-

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    do que este perciba homogeneidad en el trazado y no sufra una variacion bruscaen el nivel de atencion necesario para poder adaptarse a las condiciones geometri-cas cambiantes de la carretera que en cada momento se encuentra. Para ello ha dehaber una coherencia entre el diseno geometrico y las dotaciones o equipamientospara cada categora de carretera, ya que el conductor actua de forma previsible enfuncion de la experiencia acumulada a lo largo del tiempo (expectativas a priori),ademas de establecer una evolucion continua de las caractersticas geometricas, yaque el conductor tambien responde ante la percepcion de las caractersticas del iti-nerario a medida que lo recorre (expectativas ad hoc). Para evaluar la consistenciadel diseno geometrico se han desarrollado diferentes criterios de consistencia, corre-lacionados con el riesgo de que se produzcan accidentes, que se basan en el analisisde las evoluciones de las velocidades de operacion, entre ellas de forma sucesiva alo largo del trazado, o con respecto a la velocidad de diseno. Para ello se empleael perfil de velocidades de operacion descrito anteriormente. Cuanto mayor sea ladispersion de las velocidades de operacion con respecto a la velocidad de diseno masprobabilidad hay que ese tramo sea mas peligroso; las reducciones bruscas de veloci-dad de operacion suponen una mayor probabilidad de que en esa zona se concentrenlos accidentes. Por tanto, el empleo del concepto y la aplicacion de los criterios deconsistencia en el diseno geometrico de una carretera, encamina el resultado finalde forma directa hacia el objetivo de lograr una carretera que sea segura. Tambientienen una gran utilidad para la evaluacion indirecta de la seguridad vial de unacarretera convencional que se encuentre en servicio, permitiendo orientar de formaacertada las mejoras del trazado que sean necesarias para que sea mas segura.

    Percepcion armoniosa del diseno El ultimo factor interno esta relacionadocon la estetica y armona de la solucion, desde el punto de vista del conductor, paralograr la mejor percepcion posible de las caractersticas de la va segun se va reco-rriendo, procurando comodidad y seguridad al mismo. Por ejemplo, no es suficientecon establecer la continuidad de tangencia y curvatura entre elementos geometricossucesivos, sino que hay que conseguir la adecuada percepcion de la misma por elconductor, lo que obligara en determinadas circunstancias a aumentar las dimen-siones de algunas curvas horizontales o verticales, para que no se produzcan efectosvisuales distorsionados que puedan inducir a incertidumbres, siempre incomodas yfuente primaria de riesgos potenciales.

    3.2 CLASIFICACION DE LA RED VIAL

    Clasificacion de Acuerdo a la Demanda

    3.2.1. AUTOPISTAS

    Carretera de IMDA mayor de 4000 veh/da, de calzadas separadas, cada unacon dos o mas carriles, con control total de los accesos (ingresos y salidas) queproporciona flujo vehicular completamente continuo. Se le denominara con la siglaA.P.

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    3.2.2. CARRETERAS DUALES O MULTICARRIL

    De IMDA mayor de 4000 veh/dia, de calzadas separadas, cada una con doso mas carriles; con control parcial de accesos. Se le denominara con la sigla MC(Multicarril).

    3.2.3. CARRETERAS DE 1RA. CLASE

    Son aquellas con un IMDA entre 4000-2001 veh/da de una calzada de dos carriles(DC).

    3.2.4. CARRETERAS DE 2DA. CLASE

    Son aquellas de una calzada de dos carriles (DC) que soportan entre 2000-400veh/da.

    3.2.5. CARRETERAS DE 3RA. CLASE

    Son aquellas de una calzada que soportan menos de 400 veh/da. El diseno decaminos del sistema vecinal 200 veh/da se rigen por las Normas emitidas por elMTC para dicho fin y que no forman parte del presente Manual.

    3.2.6. TROCHAS CARROZABLES

    Es la categora mas baja de camino transitable para vehculos automotores. Cons-truido con un mnimo de movimiento de tierras, que permite el paso de un solovehculo.

    3.3 CLASIFICACION DE LA RED VIAL

    Clasificacion segun Condiciones Orograficas

    3.3.1. CARRETERAS TIPO 1

    Permite a los vehculos pesados mantener aproximadamente la misma velocidadque la de los vehculos ligeros. La inclinacion transversal del terreno, normal al ejede la va, es menor o igual a 10

    3.3.2. CARRETERAS TIPO 2

    Es la combinacion de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehcu-los pesados a reducir sus velocidades significativamente por debajo de las de losvehculos de pasajeros, sin ocasionar el que aquellos operen a velocidades sostenidasen rampa por un intervalo de tiempo largo. La inclinacion transversal del terreno,normal al eje de la va, vara entre 10 y 50

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    3.3.3. CARRETERAS TIPO 3

    Es la combinacion de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehculospesados a reducir a velocidad sostenida en rampa durante distancias considerableso a intervalos frecuentes. La inclinacion transversal del terreno, normal al eje de lava, vara entre 50 y 100

    3.3.4. CARRETERAS TIPO 4

    Es la combinacion de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehculospesados a operar a menores velocidades sostenidas en rampa que aquellas a lasque operan en terreno montanoso, para distancias significativas o a intervalos muyfrecuentes. La inclinacion transversal del terreno, normal al eje de la va, es mayorde 100

    3.4 CRITERIOS Y CONTROLES BASICOSPARA EL DISENO

    Velocidad de Diseno

    3.4.1. GENERALIDADES

    Los criterios que en esta seccion se presentan tiene que ver con la variable veloci-dad como elemento basico para el diseno geometrico de carreteras y como parametrode calculo de la mayora de los diversos componentes del proyecto.

    La velocidad debe ser estudiada, regulada y controlada con el fin de que ellaorigine un perfecto equilibrio entre el usuario, el vehculo y la carretera, de talmanera que siempre se garantice la seguridad.

    3.4.2. RELACION ENTRE LA VELOCIDAD DIRECTRIZY LAS CARACTERISTICAS GEOMETRICAS

    La velocidad de diseno es la velocidad seleccionada para fines del diseno vial yque condiciona las principales caractersticas de la carretera, tales como: curvatu-ra, peralte y distancia de visibilidad, de las cuales depende la operacion segura ycomoda de los vehculos. Es la mayor velocidad a la que puede recorrerse con se-guridad un tramo vial, incluso con pavimento mojado, cuando el vehculo estuvieresometido apenas a las limitaciones impuestas por las caractersticas geometricas.Uno de los principales factores que rigen la adopcion de valores para la velocidad dediseno es el costo de construccion resultante. Una velocidad de diseno elevada exigecaractersticas fsicas y geometricas mas amplias, principalmente en lo que respectaa curvas verticales y horizontales, declives y anchos, las cuales, salvo que midan con-diciones muy favorables, elevaran el costo de construccion considerablemente. Esaelevacion en los costos sera tanto menos pronunciada cuanto mas favorables seanlas caractersticas fsicas del terreno, principalmente la topografa, aunque tambien

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    la geotecnia, el drenaje, etc. Ademas, en los tramos que, segun los usuarios, seanlos mas favorables, habra una tendencia inevitable espontanea de los conductoresa aumentar la velocidad. Este hecho habra de ser reconocido mediante la adopcionde valores, principalmente de curvatura horizontal y vertical y de visibilidad, quecorresponden a velocidades de diseno mas elevadas. Lo mismo ocurre en relacioncon los tramos donde se desea proporcionar una distancia de visibilidad de pasoadecuada.

    3.4.3. VELOCIDAD DE MARCHA

    La velocidad de marcha es una medida de la calidad del servicio que una vaproporciona a los conductores, y varia durante el da principalmente por la variacionde los volumenes de transito. Nos permitira en base a un estudio real de ella, contarcon un factor para la obtencion de la velocidad de diseno.

    3.4.4. VELOCIDAD DE OPERACION

    La velocidad de operacion es la velocidad media de desplazamiento que puedenlograr los usuarios en una carretera con una velocidad de diseno dada, bajo lascondiciones prevalecientes del transito y grado de relacion de esta con otras vas ycon la propiedad adyacente. Si el transito y la interferencia son bajas, la velocidadde operacion puede llegar a ser muy similar a la velocidad de diseno. A medidaque el transito crece la interferencia entre vehculos aumenta tendiendo a bajar lavelocidad de operacion del conjunto. Este concepto es basico para evaluar la calidaddel servicio que brinda una carretera, as como parametro de comparacion entre unava existente con caractersticas similares a una va en proyecto a fin de seleccionaruna velocidad de diseno lo mas acorde con el servicio que se desee brindar.

    3.4.5. RELACION ENTRE LAS VELOCIDADES DE OPE-RACION Y DE MARCHA

    Normalmente se asimila la velocidad de operacion al percentil 85 de la distribu-cion de velocidades observadas en una localizacion determinada, es decir, se asumeque hay un 15 por ciento de los vehculos que circulan a una velocidad superiora la de operacion en el elemento. Para tener en cuenta el concepto, generalmentereconocido, solo se consideran en el analisis de las velocidades las correspondientesa los vehculos livianos que circulan con un intervalo amplio, para no estar as con-dicionados por una circulacion en caravana.

    La estimacion de las velocidades reales de operacion debera apoyarse en el usode un determinado modelo matematico, que tenga en cuenta todos o algunos de losparametros involucrados, relacionados con las caractersticas fsicas o geometricasde la carretera y su entorno, tales como: radio de las curvas, peraltes, longitud,tipo de va, ancho de calzada, ancho de bermas, pendiente longitudinal, topografa,entorno urbanstico, etc. De todos ellos, el mas importante es el radio de las curvashorizontales. La inclusion de los conceptos de velocidad de operacion y de marcha,nos permite tener otro criterio para la eleccion de la velocidad de diseno, en funcion

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    de un estudio de velocidades de alguna va con caractersticas similares a la que seproyecta.

    3.4.6. ELECCION DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ

    La velocidad de diseno de un tramo de caractersticas geometricas homogeneas ylongitud razonable esta relacionado con las velocidades especficas de sus curvas, ycon la longitud e inclinacion de su rasante. Para que un tramo pueda ser consideradohomogeneo, no debe haber una gran diferencia entre esta velocidad de diseno y lamaxima velocidad de operacion (percentil 85) que pueda alcanzarse en cualquierpunto de el. En la eleccion de la velocidad directriz, se debe tener en cuenta lasconsideraciones siguientes:

    1 Desde el punto de vista de la seguridad, no siempre es beneficiosa la adopcionde la mayor velocidad posible de diseno, pero tampoco debe olvidarse que,si bien los conductores aceptan facilmente limitar su velocidad de operacionen zonas evidentemente difciles, en otras que no lo sean suelen rebasar confrecuencia la velocidad especfica de sus elementos, especialmente de los delperfil.

    2 En autopistas y multicarriles fuera de poblado se pueden emplear velocidadesde diseno superiores a 120 Km/h en entornos cuya lectura por el usuariofavorecera altas velocidades de recorrido.

    3 Consideraciones de costo de construccion, especialmente en carreteras de cal-zada unica, limitan la velocidad de diseno fuera de poblado a valores compren-didos entre 30 (en terreno tipo 4) y 100 Km/h (en terreno tipo 1

    4 Velocidades de proyecto inferiores a 80 Km/h fuera de poblado guardan pocarelacion con las velocidades de operacion, que son generalmente superioresapenas el entorno lo permite. Su empleo solo esta justificado para acoplar untrazado a un terreno muy accidentado, especialmente en curvas aisladas.

    5 Las velocidades de diseno empleadas en vas urbanas pueden ser menores quefuera de poblado, no solo por consideraciones de costo, especialmente el relacio-nado con las expropiaciones, tanto mas importante cuanto mayor sea aquella,sino tambien funcionales: la frecuente gran intensidad de la circulacion en ellas- que solo necesita las velocidades de operacion asociadas a la capacidad - y lamenor distancia entre intersecciones. Su valor esta relacionado con la funcionasignada a la va urbana en la estructura vial jerarquizada

    6 En intersecciones, unicamente en ramales de enlace que no crucen a nivel nin-guna otra trayectoria, y que vayan a funcionar cerca de su capacidad, esta jus-tificado adoptar velocidades de proyecto del orden de 60 y aun 80 Km/h. Enlos demas casos, se emplean velocidades de proyecto mas bajas, sobre tododonde haya limitaciones de espacio o los cruces a nivel de otras trayectoriaspudieran obligar a la detencion

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    7 - Algunos movimientos suelen realizarse a velocidad de maniobra (p. ej. Menosde 15 Km/h), sobre todo aquellos que implican detenciones del trafico por unsemaforo o por la aplicacion de una regla de prioridad de paso

    8 En la mayora de las intersecciones, las limitaciones de espacio o economicasno permiten que los movimientos se realicen a velocidades superiores a 25Km/h. En estos casos las vas de giro no se separan totalmente del area de lainterseccion, aunque surgen islas (interseccion canalizada

    9 En ramales de intercambios es deseable que la velocidad especfica sea mayor,por motivos de capacidad (mnimo 40 Km/h). Es conveniente adoptar una ve-locidad de diseno no inferior a la menor de las correspondientes a las carreteraso autopistas que une al ramal, y como mnimo del 50 al 80 por ciento de lamayor. El tipo y forma del ramal a veces resultan limitativos.

    3.4.7. VARIACIONES DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ

    Se admite una diferencia maxima de 20 Km/h entre las velocidades directricesde tramos contiguos. En caso de superar esa diferencia debera intercalarse entreambos uno o varios tramos que cumplan esa limitacion, y proporcionen un adecuadoescalonamiento de velocidades.

    3.5 SECCION TRANSVERSAL

    Los elementos que integran y definen la seccion transversal son: ancho de zona oderecho de va, calzada o superficie de rodadura, bermas, carriles, cunetas, taludes yelementos complementarios, tal como se ilustra en las Figuras 302.01 y 302.02 dondese muestra una seccion en media ladera para una va multicarril con separador centralen tangente y una de dos carriles en curva.

    SECCION TRANSVERSA TIPICA A MEDIA LADERA VIA MULTICARRILCON SEPARADOR CENTRAL EN TANGENTE

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    SECCION TRANSVERSA TIPICA A MEDIA LADERA VIA DE DOSCARRILES EN CURVA

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    3.5.1. NUMERO DE CARRILES DE LA SECCION TIPO

    El numero de carriles de cada calzada se fijara de acuerdo con las previsiones de laintensidad y composicion del trafico previsible en la hora de diseno del ano horizonte,as como del nivel de servicio deseado, y en su caso, de los estudios economicos perti-nentes. De dichos estudios se deduciran las previsiones de ampliacion. En cualquiercaso se tendran en cuenta las siguientes consideraciones: En carreteras de calzadasseparadas:No se proyectaran mas de cuatro carriles por calzada ni menos de dos enla seccion tipo. No se computaran, a estos efectos, los carriles de cambio de velocidado de trenzado y los incluidos en confluencias de autovas o autopistas urbanasEn carreteras de calzadas separadas: No se proyectaran mas de cuatro carriles porcalzada ni menos de dos en la seccion tipo. No se computaran, a estos efectos, loscarriles de cambio de velocidad o de trenzado y los incluidos en confluencias de au-tovas o autopistas urbanas No se proyectaran mas de cuatro carriles por calzadani menos de dos en la seccion tipo. No se computaran, a estos efectos, los carrilesde cambio de velocidad o de trenzado y los incluidos en confluencias de autovaso autopistas urbanas. En ningun caso se proyectaran calzadas con dos carriles porsentido. No se computaran, a estos efectos, los carriles adicionales ni los carriles decambio de velocidad.

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    3.5.2. CALZADA

    Ancho de Tramos en Tangente En la Tabla 304.01, se indica los valores apro-piados del ancho del pavimento para cada velocidad directriz con relacion a la im-portancia de la carretera. El ancho de la calzada en tangente se determinara conbase en el nivel de servicio deseado al finalizar el perodo de diseno o en un determi-nado ano de la vida de la carretera. En consecuencia, el ancho y numero de carrilesse determinaran mediante un analisis de capacidad y niveles de servicio. Los anchosde carril que se usen, seran: 3,00 m; 3,30 m; 3,50 m; 3,60 m y 3,65 m.

    Ancho de Tramos en Curva Las secciones indicadas en la Tabla 304.01 estaranprovistas de sobreanchos en los tramos en curva, de acuerdo a lo indicado en el inciso402.07.

    3.5.3. BERMAS

    Ancho de las Bermas En la Tabla 304.02, se indican los valores apropiados delancho de las bermas. El dimensionamiento entre los valores indicados, para cadavelocidad directriz se hara teniendo en cuenta los volumenes de trafico y el costo deconstruccion.

    Inclinacion de las Bermas En las vas con pavimento superior la inclinacion delas bermas se regira segun la Figura 304.01 para las vas a nivel de afirmado, en lostramos en tangente las bermas seguiran la inclinacion del pavimento. En los tramosen curva se ejecutara el peralte, segun lo indicado en el Parrafo 304.05 En zonascon un nivel de precipitacion promedio mensual de 50 mm, en los cuatro meses delano mas lluviosos, o para toda carretera construida a una altitud igual o mayora 3 500 m.s.n.m.; la capa de superficie de rodadura de la calzada se prolongara,pavimentando todo el ancho de la berma o por lo menos un ancho de 1,50 m, a finde proteger la estructura del pavimento. En el caso de que la berma se pavimente,sera necesario anadir lateralmente a la misma para su adecuado confinamiento, unabanda de mnimo 0,5 metros de ancho sin pavimentar. A esta banda se le denominasobreancho de compactacion (s.a.c.) y puede permitir la localizacion de senalizaciony defensas.

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    AP : Autopista MC : Carretera Multicarril o Dual (dos calzadas) DC:Carretera DeDos Carriles NOTA 1: En orografa tipo 3 y/o 4, donde exista espacio suficiente y sejustifique por demanda la construccion de una autopista, puede realizarse con cal-zadas a diferente nivel asegurandose que ambas calzadas tengan las caractersticasde dicha clasificacionNOTA 2: En caso de que una va clasifique como carretera de 1ra. clase y a pesar deello se desee disenar una va multicarril, las caractersticas de esta se deberan ade-cuar al orden superior inmediato. Igualmente si es una va Dual y se desea disenaruna autopista, se deberan utilizar los requerimientos mnimos del orden superiorinmediato

    NOTA 3: Los casos no contemplados en la presente clasificacion, seran justifica-dos de acuerdo con lo que disponga el MTC y sus caractersticas seran definidas pordicha entidad.

    AP : AutopistaMC : Carretera Multicarril o Dual (dos calzadas)DC : Carretera De Dos Carriles

    NOTA 1: En orografa tipo 3 y/o 4, donde exista espacio suficiente y se justifi-que, por demanda, la construccion de una autopista, puede realizarse con calzadas adiferente nivel asegurandose que ambas calzadas tengan las caractersticas de dichaclasificacion.

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    NOTA 2: En caso de que una va clasifique como carretera de1ra. clase y a pesarde ello se desee disenar una va multicarril, las caractersticas de esta se deberanadecuar al orden superior inmediato. Igualmente si es una va de segundo orden yse desea disenar una autopista, se deberan utilizar los requerimientos mnimos delorden superior inmediato.

    NOTA 3: Los casos no contemplados en la presente clasificacion, seran justifica-dos de acuerdo con lo que disponga el MTC y sus caractersticas seran definidas pordicha entidad.

    INCLINACION TRANSVERSAL DE BERMAS

    3.5.4. BOMBEOS

    En tramos rectos o en aquellos cuyo radio de curvatura permite el contraperaltelas calzadas deberan tener, con el proposito de evacuar las aguas superficiales, unainclinacion transversal mnima o bombeo, que depende del tipo de superficie de ro-dadura y de los niveles de precipitacion de la zona. La Tabla 304.03 especifica estosvalores indicando en algunos casos un rango dentro del cual el proyectista debera mo-verse, afinando su eleccion segun los matices de la rugosidad de las superficies y delos climas imperantes.

    3.5.5. PERALTE

    Valores del Peralte Con el fin de contrarrestar la accion de la fuerza centrfuga,las curvas horizontales deben ser peraltadas; salvo en los lmites fijados en la Tabla304.08. Los valores maximos del peralte, son controlados por algunos factores como:

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    Condiciones climaticas, orografa, zona (rural o urbana) y frecuencia de vehculos pe-sados de bajo movimiento, en terminos generales se utilizaran como valores maximoslos siguientes:

    Transicion del bombeo al peralte. Se ejecutara a lo largo de la longitud de laCurva de Transicion. Cuando no exista Curva de Transicion, se seguira lo normadoen el Topico 304.05.03. Para pasar del bombeo al peralte se girara la seccion sobreel eje de la corona en carreteras de una calzada y en autopistas y carreteras dualesse definira claramente en el proyecto la ubicacion del eje de giro.

    Condicionantes para el Desarrollo del Peralte. Proporcion del Peralte aDesarrollar en Tangente: Cuando no existe curva de transicion de radio variableentre la tangente y la curva circular, el conductor sigue en la mayora de los casosuna trayectoria similar a una de estas curvas que se describe parcialmente en una yotra alineacion. Lo anterior permite desarrollar una parte del peralte en la recta yotra en la curva.

    FIGURA - BOMBEOS

    Ingeniera Civil 25

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  • texto 1 texto 2

    Ingeniera Civil 26

    Ing. Civil

  • texto 1 texto 2

    3.5.6. SEPARADORES

    El separador central en autopista tendra, siempre que sea posible, un anchomnimo de catorce metros (14 m). Cuando dicho ancho no pueda mantenerse porrazones tecnico - economicas, se podra disminuir hasta un lmite de dos metros (2m). Excepcionalmente, para casos expresamente justificados (estructuras singulares)podra reducirse el ancho del separador, previa autorizacion del MTC, hasta un lmiteabsoluto de 1 m. Cuando se prevea la ampliacion del numero de carriles, el separadortendra un ancho mnimo de 10 m. La Tabla muestra los anchos mnimos de separadorcentral. Los separadores laterales, son en general, de ancho menor que el separadorcentral a menos que sobre ellos se instalen postes de alumbrado, en cuyo caso suancho es de 4,00 m.

    DIMENSIONES EN LOS PASOS BAJO NIVEL

    1 Altura libre mnima La altura libre sobre cada punto de la superficie derodadura sera de por lo menos 5,50 m, en casos excepcionales se podra reducira un mnimo absoluto de 5,00 m.

    2 Ancho Cuando la carretera pase debajo de una obra de arte vial, su secciontransversal permanecera inalterada y los estribos o pilares de la obra debajo dela cual pasa, deben encontrarse fuera de las bermas o de las cunetas eventuales.En la Figura se muestra los galibos mnimos en pasos bajo nivel.

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    3.5.7. TALUDES, CUNETAS Y OTROS ELEMENTOS

    Taludes

    1 Generalidades Los taludes para las secciones en corte variaran de acuerdo ala estabilidad de los terrenos en que estan practicados; la altura admisible deltalud y su inclinacion se determinaran en lo posible, por medio de ensayos ycalculos, aun aproximados

    2 Taludes en CorteExige EL Diseno de taludes, el estudio de las condicionesespeciales del lugar, especialmente las geologicas, geotecnicas (prospecciones),ensayos de laboratorio, analisis de estabilidad, etc y medio ambientales, paraoptar por la solucion mas conveniente, entre diversas alternativas. La incli-nacion y altura de los taludes para secciones en corte variaran a lo largo delProyecto segun sea la calidad y homogeneidad de los suelos y/o rocas eva-luados (prospectados). En el diseno de estos taludes se tomara en cuenta laexperiencia del comportamiento de los taludes de corte ejecutados en rocasy/o suelos de naturaleza y caractersticas geotecnicas similares, ubicados enla zona y que se mantienen estables ante las mismas condiciones ambientalesactuales.

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  • texto 1 texto 2

    FIGURA LUCES LIBRES LATERALES Y GALIBOS EN PASOS BAJONIVEL

    3 Taludes de Terraplenes Las inclinaciones de los taludes para terraplenesvariaran en funcion de las caractersticas del material con el cual esta formadoel terraplen, siendo de un modo referencial los que se muestran en la Tabla.Exige el diseno de taludes un estudio taxativo, que analice las condicionesespecficas del lugar, incluidos muy especialmente las geologico-geotecnicas,facilidades de mantenimiento, perfilado y estetica, para optar por la solucionmas conveniente, entre diversas alternativas.

    Las normas internacionales exigen barreras de seguridad para taludes con es-ta inclinacion, puesto que consideran que la salida de un vehculo desde laplataforma no puede ser controlada por su conductor si la pendiente es masfuerte que el 1:4. Cuando se tiene dicho 1:4, la barrera de seguridad se utilizaa partir de los 4,0 m, de altura. El proyectista debera decidir, mediante un es-tudio economico, si en algunos tramos con terraplenes de altura inferior a 4,0m, conviene tender los taludes hasta el mencionado valor, ahorrandose as labarrera, o mantener el 1:1.5, con dicho elemento de proteccion

    4 Alabeo de TaludesEn numerosos puntos del trazado se producen pasos deun talud a otro, debiendose dar una transicion adecuada para cada caso. Lo

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  • texto 1 texto 2

    mas frecuente es el paso de corte a terraplen o viceversa. En las transicionesde cortes de mas de 4 m, a terraplen, o de terraplenes de mas de 4 m, a corte,los taludes de uno y otro deberan tenderse a partir del punto en el cual laaltura del corte o del terraplen llega a reducirse a 2,0 m. En todo caso, lalongitud de la zona de alabeo no debe ser menor que 10,0 m. La transiciondel talud del terraplen se ejecuta pasando, linealmente, desde este ultimo altalud interior de la cuneta. En el corte, la transicion consiste en pasar desdesu valor normal al 1:4, valor lmite teorico en el punto en que su altura se hacenula (punto de paso). Si los cortes o terraplenes tienen una altura maximainferior a dos metros, o si la longitud total de ellos es inferior a 40 metros, noes necesario alabear sus taludes en las transiciones. Si dicha altura maximaesta comprendida entre dos y cuatro metros, el tendido debera hacerse a partirdel punto en que ella se reduce a la mitad, y la transicion se ejecuta de igualmanera que para terraplenes y cortes de mas de 4,0 m. Si el paso es de un taluda otro de la misma naturaleza pero con inclinacion distinta, el alabeo se dara enun mnimo de diez metros, cuidando que se realice en la zona de materialesmejores. La parte superior de los taludes de corte se debera redondear, paramejorar la apariencia de sus bordes.

    3.5.8. Cunetas

    Son canales abiertos construidos lateralmente a lo largo de la carretera, con elproposito de conducir los escurrimientos superficiales y sub-superficiales pro-cedentes de la plataforma vial, taludes y areas adyacentes a fin de proteger laestructura del pavimento. La seccion transversal puede ser triangular, trapezoi-dal o rectangular. Sus dimensiones se deducen a partir de calculos hidraulicos,teniendo en cuenta su pendiente longitudinal, la intensidad de lluvia prevista,pendiente de cuneta, area de drenaje y naturaleza del terreno, entre otros. Enlo acapites que siguen se abordaran las caractersticas geometricas generalescomo: taludes interiores, las profundidades y los fondos de las cunetas entreotros de forma referencial, considerando fundamentalmente factores geometri-cos.

    Talud Interior de Cunetas La inclinacion del Talud dependera, por con-diciones de seguridad, de la velocidad y volumen de diseno de la carretera ocamino. Sus valores se presentan en la Tabla El valor maximo correspondientea velocidades de diseno 70 Km/h. (1:2) es aplicable solamente a casos muyespeciales, en los que se necesite imprescindiblemente una seccion en cortereducida (terrenos escarpados), la que contara con elementos de proteccion(Guardavas). Inclinaciones fuera de estos mnimos deberan ser justificadasconvenientemente y se dispondran de los elementos de proteccion adecuados.

    Ingeniera Civil 30

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  • texto 1 texto 2

    Profundidad de la Cuneta La profundidad sera determinada, en conjun-to con los demas elementos de su seccion, por los volumenes de las aguassuperficiales a conducir, as como de los factores funcionales y geometricoscorrespondientes. En caso de elegir la seccion triangular, las profundidadesmnimas de estas cunetas sera de 0.20 m para regiones secas, de 0.30 m pararegiones lluviosas y de 0.50 m para regiones muy lluviosas.

    El Fondo de la Cuneta El ancho del fondo sera funcion de la capacidadque quiera conferrsele a la cuneta. Eventualmente, puede aumentarsele si serequiere espacio para almacenamiento de nieve o de seguridad para cada derocas. En tal caso, la cuneta puede presentar un fondo inferior para el aguay una plataforma al lado del corte a una cota algo superior, para los finesmencionados. Longitudinalmente, el fondo de la cuneta debera ser continuo,sin puntos bajos. Las pendientes longitudinales mnimas absolutas seran 0,2porciento, para cunetas revestidas y 0.5 porciento para cunetas sin revestir

    Revestimiento Si la cuneta es de material facilmente erosionable y se pro-yecta con una pendiente tal que le infiere al flujo una velocidad mayor a lamaxima permisible del material constituyente, se protegera con un revesti-miento resistente a la erosion

    Velocidad admisible La velocidad de las aguas debe limitarse para evitarla erosion, sin reducirla tanto que pueda dar lugar a sedimentacion. La velo-cidad mnima aconsejada es de 0.25 m/s, las maximas admisibles se indican acontinuacion.

    Puntos de Desague Se limitara la longitud de las cunetas desaguandolasen los cauces naturales del terreno, obras de drenaje transversal o proyectandodesagues donde no existan

    Ingeniera Civil 31

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  • texto 1 texto 2

    3.5.9. AREAS DE DESCANSO

    Plazoletas de Estacionamiento Dimensiones y Frecuencia Mnimas. Cuan-do el ancho de las bermas es menor de 2,40 m se debera prever, en cada ladode la carretera, plazoletas de estacionamiento, ademas de aquellas necesariaspara los medios de transporte publicos, las dimensiones y frecuencias mnimasse muestran en la tabla.

    Miradores Tursticos En zonas con paisajes tursticos, se preveran areasdestinadas para descanso y que sirvan ademas como observatorios del paisaje,teniendo en cuenta no generar un incremento desproporcionado del costo de laobra. Las areas destinadas, deberan tener una dimension mnima de 3 x 25 m;su frecuencia sera adecuadamente establecida por el Proyectista. El miradorcontara con una superficie apropiada para su empleo.

    3.6 DISENO GEOMETRICO EN PLANTA YPERFIL

    3.6.1. GENERALIDADES

    Los criterios a aplicar en los distintos casos se establecen mediante normas yrecomendaciones que el proyectista debe respetar y en lo posible, dentro delmites economicos razonables, superar, para lograr un trazado que satisfagalas necesidades del transito y brinde la calidad del servicio que se pretendeobtener de la carretera. El buen diseno no resulta de una aplicacion mecanicade la norma. Por el contrario, el requiere buen juicio y flexibilidad, por partedel proyectista, para abordar con exito la combinacion de los elementos enplanta y elevacion. El trazado debe ser homogeneo: sectores de este que per-mitan velocidades superiores a las de diseno no deben ser seguidos de otros enlos que las caractersticas geometricas se reducen bruscamente. Las posiblestransiciones entre una u otra situacion, deberan darse en longitudes suficien-tes como para ir reduciendo las caractersticas del trazado a lo largo de varioselementos, hasta llegar a los mnimos absolutos permitidos, requeridos en unsector dado

    Ingeniera Civil 32

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  • texto 1 texto 2

    3.6.2. CONSIDERACIONES DE DISENO

    Adicionalmente a los parametros numericos de diseno especificados en la nor-mativa para el alineamiento horizontal, se debe estudiar un numero de contro-les, los cuales no estan sujetos a demostraciones empricas o a formulas ma-tematicas, pero son muy importantes para lograr carreteras seguras y de flujode transito suave y armonioso. Para evitar el diseno geometrico que presentavas inseguras e incomodas se deben usar los siguientes criterios generales:

    Ingeniera Civil 33

    Ing. Civil

  • 4Diseno Geometrico enPlanta y Perfil

    4.1 Alineacion Horizontal

    4.1.1. GENERALIDADES

    Los criterios a aplicar en los distintos casos se establecen mediante normas yrecomendaciones que el proyectista debe respetar y en lo posible, dentro de lmiteseconomicos razonables, superar, para lograr un trazado que satisfaga las necesidadesdel transito y brinde la calidad del servicio que se pretende obtener de la carretera.El buen diseno no resulta de una aplicacion mecanica de la norma. Por el contrario,el requiere buen juicio y flexibilidad, por parte del proyectista, para abordar conexito la combinacion de los elementos en planta y elevacion. El trazado debe serhomogeneo: sectores de este que permitan velocidades superiores a las de diseno nodeben ser seguidos de otros en los que las caractersticas geometricas se reducenbruscamente. Las posibles transiciones entre una u otra situacion, deberan darseen longitudes suficientes como para ir reduciendo las caractersticas del trazado a lolargo de varios elementos, hasta llegar a los mnimos absolutos permitidos, requeridosen un sector dado.

    4.1.2. CONSIDERACIONES DE DISENO

    Adicionalmente a los parametros numericos de diseno especificados en la norma-tiva para el alineamiento horizontal, se debe estudiar un numero de controles, loscuales no estan sujetos a demostraciones empricas o a formulas matematicas, peroson muy importantes para lograr carreteras seguras y de flujo de transito suave yarmonioso. Para evitar el diseno geometrico que presenta vas inseguras e incomodasse deben usar los siguientes criterios generales:

    1 El alineamiento debe ser tan directo como sea posible, ser consistente a loscontornos de topografa que siguen una lnea de ceros, de acuerdo con la lneade pendiente seleccionada.

    1 En un proyecto geometrico con velocidad de diseno especificada, se debe pro-curar establecer curvas con velocidad especfica no muy superior a la velocidadde diseno.

    1 En general el angulo de deflexion para cada curva debe ser tan pequeno comosea posible, en la medida que las condiciones topograficas lo permitan, teniendoen cuenta que las carreteras deben ser tan directas como sea posible.

    Ingeniera Civil 34

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  • texto 1 texto 2

    4.1.3. TRAMOS EN TANGENTE

    La tangente es un elemento de trazado que esta indicado en carreteras de doscarriles para obtener suficientes oportunidades de adelantamiento y en cualquiertipo de carretera para adaptarse a condicionamientos externos obligados (infraes-tructuras preexistentes, condiciones urbansticas, terrenos planos, etc.). Para evitarproblemas relacionados con el cansancio, deslumbramientos, excesos de velocidad,etc. es deseable limitar las longitudes maximas de las alineaciones rectas y para quese produzca una acomodacion y adaptacion a la conduccion se debera establecerunas longitudes mnimas de las alineaciones rectas. Las longitudes de tramos entangente presentada en la Tabla 402.01, estan dados por las expresiones:

    L min.s = 1,39 VdL min.o = 2,78 VdL max = 16,70 Vd

    Siendo:

    L min.s = Longitud mnima (m) para trazados en S(alineacion recta entre ali-neaciones curvas con radios de curvatura de sentido contrario).

    L min.o = Longitud mnima (m) para el resto de casos (alineacion recta entre ali-neaciones curvas con radios de curvatura del mismo sentido).

    L max = Longitud maxima (m).

    Vd = Velocidad de diseno (Km/h)

    En general, para carreteras de calzadas separadas se emplearan alineaciones rec-tas en tramos singulares que as lo justifiquen, y en particular en terrenos llanos, envalles de configuracion recta, por conveniencia de adaptacion a otras infraestructuraslineales, o en las proximidades de cruces, zonas de detencion obligada, etc.

    4.1.4. CURVAS CIRCULARES

    Elementos de la Curva Circular Las curvas circulares se definen por el radio.Fijada una cierta velocidad de diseno, el radio mnimo a considerar en las curvascirculares, se determinara en funcion de:

    1 El peralte y el rozamiento transversal movilizado.

    1 La visibilidad de parada en toda su longitud.

    1 La coordinacion del trazado en planta y elevacion, especialmente para evitarperdidas de trazado.

    En carreteras rurales, la mayora de los conductores adopta una velocidad maso menos uniforme, cuando las condiciones del transito lo permiten. Cuando pasan

    Ingeniera Civil 35

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  • texto 1 texto 2

    de un tramo tangente a una curva, si estos no estan disenados apropiadamente,el vehculo debera conducirse a una velocidad reducida, tanto por seguridad comopor el confort de los ocupantes. Con el objeto de mantener la velocidad promedioy evitar la tendencia al deslizamiento se deben compatibilizar los elementos de lacurva circular, con dimensiones que permitan esa maniobra.

    Radios Mnimos Absolutos Los radios mnimos de curvatura horizontal son losmenores radios que pueden recorrerse con la velocidad de diseno y la tasa maximade peralte, en condiciones aceptables de seguridad y de comodidad en el viaje. Losradios mnimos para cada velocidad de diseno, calculados bajo el criterio de seguri-dad ante el deslizamiento, estan dados por la expresion:

    Rm =v2

    127(Pmax+ fmax)

    Rm : Radio Mnimo AbsolutoV : Velocidad de DisenoPmax : Peralte maximo asociado a V (en tanto por uno).fmax : Coeficiente de friccion transversal maximo asociado a V.

    El resultado de la aplicacion de la expresion dada se muestra en la Tabla .

    Ingeniera Civil 36

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  • texto 1 texto 2

    TABLA RADIOS MINIMOS Y PERALTES MAXIMOS PARA DISENO

    DE CARRETERAS.

    Ubicacin de la

    Va Velocidad dediseo

    (Kph) mx% mx

    Radio

    calculado(m) Radio

    Redondeado(m)

    Area Urbana

    (Alta

    Velocidad)

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    110

    120

    130

    140

    150

    4,00

    4,00

    4,00

    4,00

    4,00

    4,00

    4,00

    4,00

    4,00

    4,00

    4,00

    4,00

    4,00

    0,17

    0,17

    0,16

    0,15

    0,14

    0,14

    0,13

    0,12

    0,11

    0,19

    0,08

    0,07

    0,06

    33,7

    60,0

    98,4

    149,2

    214,3

    280,0

    375,2

    835,2

    1108,9

    872,2

    1108,9

    1403,0

    1771,7

    35

    60

    100

    150

    215

    280

    375

    495

    635

    875

    1110

    1405

    1775

    Area Rural

    (con peligro

    de Hielo)

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    110

    120

    130

    140

    150

    6,00

    6,00

    6,00

    6,00

    6,00

    6,00

    6,00

    6,00

    6,00

    6,00

    6,00

    6,00

    6,00

    0,17

    0,17

    0,16

    0,15

    0,14

    0,14

    0,13

    0,12

    0,11

    0,09

    0,08

    0,07

    0,09

    30,8

    54,8

    89,5

    135,0

    192,9

    252,9

    437,4

    560,4

    755,9

    950,5

    1187,2

    1476,4

    755,9

    30

    55

    90

    135

    195

    255

    335

    440

    560

    755

    950

    1190

    1480

    Area Rural

    (Tipo 1,2

    3)

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    110

    120

    130

    140

    150

    8,00

    8,00

    8,00

    8,00

    8,00

    8,00

    8,00

    8,00

    8,00

    8,00

    8,00

    8,00

    8,00

    0,17

    0,17

    0,16

    0,15

    0,14

    0,14

    0,13

    0,12

    0,11

    0,09

    0,08

    0,07

    0,06

    28,3

    50,4

    82,0

    123,2

    175,4

    229,1

    303,7

    393,7

    501,5

    667,0

    831,7

    1028,9

    1265,5

    30

    50

    85

    125

    175

    230

    305

    395

    505

    670

    835

    1030

    1265

    Area Rural

    (Tipo 3 4)

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    110

    120

    12,00

    12,00

    12,00

    12,00

    12,00

    12,00

    12,00

    12,00

    12,00

    12,00

    0,17

    0,17

    0,16

    0,15

    0,14

    0,14

    0,13

    0,12

    0,11

    0,09

    24,4

    43,4

    70,3

    105,0

    148,4

    193,8

    255,1

    328,1

    414,2

    539,9

    25

    45

    70

    105

    150

    195

    255

    330

    415

    540

    130

    140

    150

    12,00

    12,00

    12,00

    0,08

    0,07

    0,06

    665,4

    812,3

    984,3

    665

    815

    985

    Ingeniera Civil 37

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  • texto 1 texto 2

    Normalmente resultan justificados radios superiores al mnimo, con peraltes in-feriores al maximo, que resultan mas comodos tanto para los vehculos lentos, comopara vehculos rapidos. S se decide emplear radios mayores que el mnimo, habra queelegir el peralte en forma tal que la circulacion sea comoda, tanto para los vehculoslentos como para los rapidos.

    4.1.5. Relacion del Peralte, Radio y Velocidad Especfica

    El uso de los abacos de las Figuras, 304.04, 304.05 y 304.06, establecen unarelacion unica entre los elementos de diseno: radio, peralte y velocidad, con la cualse obtendra diseno comodos y seguros. Igualmente permite establecer el peralte y lavelocidad especfica para una curva que se desea disenar con un radio dado.

    4.1.6. Curvas en Contraperalte

    El criterio empleado para establecer los radios lmites que permiten el uso delcontraperalte se basa en:

    1 Bombeo considerado de la calzada o pista = - 2,5

    1 Coeficiente de Friccion Lateral Aceptable f = fmax/2

    Por lo tanto:

    R(limite) =v2

    127(fmax/2 0,025)Para velocidades menores que 80 KPH el radio mnimo con contraperalte se

    elevo sustancialmente en prevencion de velocidades de operacion muy superioresa las de diseno. Para las demas velocidades esta eventualidad esta ampliamentecubierta por el factor de seguridad aplicado al factor fmax.

    TABLA 402.03 RADIO LIMITES EN CONTRAPERALTE - CALZADAS CONPAVIMENTOS

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  • texto 1 texto 2

    4.1.7. TRANSICION DE PERALTE

    La determinacion de la longitud de transicion del peralte se basara en el criterioque considera que las longitudes de transicion deben permitir al conductor percibirvisualmente la inflexion del trazado que debera recorrer y, ademas, permitirle girarel volante con suavidad y seguridad. La transicion del peralte debera llevarse a cabocombinando las tres condiciones siguientes:

    1 Caractersticas dinamicas aceptables para el vehculo

    1 Rapida evacuacion de las aguas de la calzada.

    1 Sensacion estetica agradable.

    En las Tablas se presentan valores de longitud de transicion mnimos para com-binaciones de velocidad de diseno y anchos de calzada mas comunes con el eje degiro de peralte al borde de la calzada y al centro, de una va de dos carriles; a modode ejemplo del procedimiento a seguir.

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  • texto 1 texto 2

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    En las figuras siguientes se muestran los procedimientos de transicion del peralte(paso de bombeo a peralte con y sin curvas de transicion, Figuras 402.01g y 402.02grespectivamente y paso de peralte de curvas de sentido inverso con y sin curvas detransicion, Figuras 402.03g y 402.04g.

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    4.1.8. SOBREANCHO

    Necesidad del Sobreancho La necesidad de proporcionar sobreancho en unacalzada se debe a la extension de la trayectoria de los vehculos y a la mayor dificultaden mantener el vehculo dentro del carril en tramos curvos.

    Valores del Sobreancho El sobreancho variara en funcion del tipo de vehculo,del radio de la curva y de la velocidad directriz. Su calculo se hara valiendose de lasiguiente formula:

    Sa = n(RR2 L2) + V

    10R

    Donde:

    Sa : Sobreancho (m)n : Numero de carrilesR : Radio (m)L : Distancia entre eje posterior y parte frontal (m)V : Velocidad de Diseno (Kph)

    El primer termino depende de la geometra y el segundo de consideraciones empri-cas que tienen en cuenta un valor adicional para compensar la mayor dificultad encalcular distancias transversales en curvas. La consideracion del sobreancho, tantodurante la etapa de diseno como durante la de construccion, exige un incrementoen el costo y trabajo compensado solamente por la eficacia de ese aumento en el

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    ancho de la calzada. Por lo tanto los valores muy pequenos de sobreancho no tieneninfluencia practica y no deben considerarse. Por ello en carreteras con un ancho decalzada superior a 7,00 m, se dispensa el uso de sobreancho, segun el angulo dedeflexion. Igualmente en curvas con radios superiores a 250 m, conforme al angulocentral. Para tal fin, se juzga apropiado un valor mnimo de 0,40 m de sobreanchopara justificar su adopcion. Se toma un valor para L que corresponde al vehculode diseno C2 o B2. Se puede determinar el sobreancho de la va de acuerdo con larelacion geometrica anteriormente dada o empleando la figura 402.02, que muestralos valores de sobreancho, para el vehculo de diseno y 2 carriles. Se recomiendadetallar completamente el sobreancho en los planos de construccion y de esta formafacilitar su interpretacion.

    Longitud de Transicion y Desarrollo del Sobreancho El sobreancho se dis-tribuye en el lado interno de la curva, teniendo en consideracion la facilidad en suconstruccion pero sobre todo la maniobrabilidad del conductor al tomar la curva,en comparacion con una distribucion del sobreancho a cada lado de la calzada.

    4.1.9. CURVAS DE TRANSICION

    Funciones Las curvas de transicion tienen por finalidad evitar las discontinuida-des en la curvatura del trazo, por lo que en su diseno deberan ofrecer las mismascondiciones de seguridad, comodidad y estetica que el resto de los elementos del tra-zado. Son curvas de transicion que proveen un cambio gradual en su mayora entreuna tangente y una curva o entre curvas de diferente radio. El uso de estos elemen-tos, permite que un vehculo, circulando a la velocidad de diseno, se mantenga enel centro del carril. Esto no ocurre por lo general, al enlazar directamente una rectacon una curva circular, ya que en tales casos el conductor adopta instintivamenteuna trayectoria de curvatura variable que lo aparta del centro de su carril incluso lopuede hacer invadir el adyacente, con el peligro que ello implica. Por tanto, comoelemento de curvatura variable en curvas de transicion, o como elemento de trazado,se empleara la clotoide.

    Tipo de Espiral y Transicion Llamada tambien ecuacion de Euler, la clotoidees una curva de la familia de las espirales que presenta las siguientes ventajas.

    1 El crecimiento lineal de su curvatura permite una marcha uniforme y como-da para el usuario, quien solo requiere ejercer una presion creciente sobre elvolante, manteniendo inalterada la velocidad, sin abandonar el eje de su carril.

    1 La aceleracion transversal no compensada, propia de una trayectoria en curva,puede controlarse limitando su incremento a una magnitud que no produzcamolestia a los ocupantes del vehculo, al mismo tiempo, aparece en formaprogresiva, sin los inconvenientes de los cambios bruscos.

    1 El desarrollo del peralte se logra en forma tambien progresiva, consiguiendoque la pendiente transversal de la calzada sea en cada punto exactamente laque corresponde al respectivo radio de curvatura.

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    1 La flexibilidad de la clotoide permite acomodarse al terreno sin romper lacontinuidad, lo que permite mejorar la armona y apariencia de la carretera.

    1 Las multiples combinaciones de desarrollo versus curvatura facilitan la adap-tacion del trazado a las caractersticas del terreno, lo que en oportunidadespermite disminuir el movimiento de tierras logrando trazados mas economicos.

    La ecuacion parametrica de la clotoide esta dada por:

    A2 = RL()

    A : Parametro de la clotoide, caracterstico de la misma. Define la magnitud de laclotoide. La variacion de esta, genera, por tanto, una familia de clotoides que permi-te cubrir una gama infinita de combinaciones de radio de curvatura y de desarrolloasociado.R : Radio de curvatura en un punto cualquiera (m)L : Longitud de la curva entre el punto de inflexion (R = Infinito) y el punto deradio R.

    Eleccion del Parametro para una Curva de Transicion La introduccion deuna curva de transicion implica el desplazamiento del centro de la curva circularoriginal en una magnitud que esta en funcion del desplazamiento ?R y del angulode deflexion de las alineaciones. El radio de la curva circular permanece constantey el desarrollo de esta es parcialmente reemplazado por secciones de las clotoidesde transicion. La Figura 402.05g, ilustra los conceptos antes mencionados y permiteestablecer las relaciones necesarias para el replanteo.

    R(m):Radio de la curva circular que se desea enlazar

    d (m) : Desplazamiento del centro de la curva circular original (C), a lo largo de labisectriz del angulo interior formado por las alineaciones, hasta (C), nueva posiciondel centro de la curva circular desplazada.

    R (m) : Desplazamiento de la curva circular enlazada, medido sobre la normal ala alineacion considerada, que pasa por el centro de la circunferencia desplazada deradio R.

    Xp;Yp (m) : Coordenada de P, punto de tangencia de la clotoide con la curvacircular enlazada, en que ambos poseen un radio comun R; referidas a la alineacionconsiderada y a la normal a esta en el punto .O, que define el origen de la clotoidey al que corresponde radio infinito.

    Xc; Yc (m) : : Coordenada del centro de la curva circular desplazada, referidasal sistema anteriormente descrito.

    p (g) : Angulo comprendido entre la alineacion considerada y la tangente en el

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    punto P comun a ambas curvas. Mide la desviacion maxima la clotoide respecto ala alineacion.

    (g) : Deflexion angular entre las alineaciones consideradas.

    OV (m) : Distancia desde el vertice al origen de la clotoide, medida a lo largode la alineacion considerada.

    Dc : Desarrollo de la curva circular, desplazada entre los puntos PP.

    (a) Ecuaciones CartesianasDe la Figura 402.06gdx = dL cosdx = dL sena su vez:R = dL/dx y x = L/2R

    Mediante algunos reemplazos

    dL =Ad

    2

    Sustituyendo en dx; dy se llega a las integrales de Fresnel:

    X = A2

    cos dt

    Y = A2

    sendt

    Quedando en definitiva X e Y expresados como desarrollos en serie

    X = A

    2[ 2

    10+

    4

    216 6

    9360+ ...

    ]Y = A

    2[3 3

    42+

    5

    1320 7

    75800+ ...

    ]

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    (b) Expresiones Aproximadas Dado que las expresiones cartesianas de la clotoideson desarrollos en serie en funcion de , para angulos pequenos es posible despreciara partir del segundo termino de la serie y obtener expresiones muy simples que sir-ven para efectuar tanteos preliminares en la resolucion de algunos casos en que sedesea combinar clotoides entre s, clotoides entre dos curvas circulares. Los calculos

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    definitivos deberan efectuarse, sin embargo, mediante las expresiones exactas. Delas ecuaciones cartesianas para X e Y se observa que:

    L = A

    2

    Despreciando a partir del segundo termino de la serie:

    X = LY = L

    3= L

    2

    6R

    El desplazamiento ?R puede tambien expresarse en forma exacta como un desa-rrollo en serie:

    R =

    [L2

    24R L

    4

    2688R3+

    L6

    50688R5 ...

    ]=

    L2

    24R

    Finalmente las coordenadas aproximadas del centro de la curva desplazada seran:

    Xc = L2

    = R

    Y c+R + R = RL2

    24R

    Parametros Mnimos y Deseables La longitud de la curva de transicion de-bera superar la necesaria para cumplir las limitaciones que se indican a continuacion.Limitacion de la variacion de la aceleracion centrfuga en el plano horizontal. El cri-terio empleado para relacionar el parametro de una clotoide con la funcion que elladebe cumplir en la curva de transicion en carreteras, se basa en el calculo del desa-rrollo requerido por la clotoide para distribuir a una tasa uniforme (J m/seg3).

    R =V 2

    3,62 g (max + fmn)

    gf =V 2

    3,62 R g()

    gf : Representa la aceleracion transversal no compensada que se desea distribuiruniformemente a lo largo del desarrollo de la clotoide.J : Es definida como la tasa de crecimiento de aceleracion transversal, por unidadde tiempo, para un vehculo circulando a la velocidad de diseno.LuegoJ = g?(m/seg2).V/3, 6(m/seg),1/L(m) = m/seg3

    O bien:

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    L = g? . V /3,6 J (***)Si se reemplaza (*) (**) en (***)

    Amn =

    V R46,656J

    [V 2

    R 1,27

    ]...(1)

    Lmn =V

    46,5656

    [V 2

    R 1,27

    ]...(2)

    V : (Kph)R : (m)J : mentreseg3

    p : es en porcentaje

    La ecuacion (1) representa la ecuacion general para determinar el parametromnimo que corresponde a una clotoide calculada para distribuir la aceleracion trans-versal no compensada, a una tasa J compatible con la seguridad y comodidad, segunse indica en la Tabla 402.03g.

    TABLA 402.03g TASA DE CRECIMIENTO DE ACELERACIONTRANSVERSAL

    Solo se usaran los valores de Jmax cuando suponga una economa tal que justi-fique suficientemente esta restriccion en el trazado, en detrimento de la comodidad.Valores superiores a Amin son deseables, ya que proveen confort adicional al usuario.

    1 Limitacion de la Variacion por Estetica y Guiado Optico. Para que la presenciade una curva de transicion resulte facilmente perceptible por el conductor,se debera cumplir que: R / 3 A R La condicion A R / 3 corresponde alparametro mnimo que asegura la adecuada percepcion de la existencia de lacurva de transicion. Ello implica utilizar un valor ?min 3,5g La condicion AR asegura la adecuada percepcion de la existencia de la curva circular. Elcumplimiento de estas condiciones se debe verificar para toda velocidad dediseno.

    1 Por Condicion de Desarrollo del Peralte. Para velocidades bajo 60 Kph, cuandose utilizan radios del orden del mnimo, o en calzadas de mas de dos carriles,la longitud de la curva de transicion correspondiente a Amin puede resultarmenor que la longitud requerida para desarrollar el peralte dentro de la curvade transicion. En estos casos se determinara A, imponiendo la condicion queL(longitud de la curva de transicion), sea