NDICE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAFACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA

E.A.P DE INGENIERIA CIVIL

OBJETIVO

El presente informe tiene por objeto exponer los criterios bsicos del diseo geomtrico de acuerdo con las normas vigentes, en lo relacionado con los alineamientos horizontal vertical y transversal, del mejoramiento y adecuacin al sistema de transporte masivo, de la Avenida Los Caneyes y la carrera 26 del Municipio de Girn; el proyecto incluye una glorieta en la interseccin de las dos vas mencionadas. El objetivo principal del diseo es adecuar la infraestructura vial existente en lo relacionado con alineamientos horizontales, verticales y de seccin transversal, de tal manera que se permita el trnsito de vehculos alimentadores y padrones del sistema Metrolnea. Un objetivo secundario del proyecto es mejorar la movilidad general del sector comercial contiguo a las dos vas ms importantes para el desarrollo de nuevos asentamientos urbanos del municipio de Girn; La glorieta planteada en la interseccin de la Avenida Los Caneyes con Carrera 26 permitir la canalizacin de los movimientos vehiculares entre el casco urbano antiguo (sector turstico) y los barrios residenciales ubicados al costado sur del municipio. El diseo presentado en este informe tom como base la alternativa socializada con las autoridades municipales, en dos reuniones que contaron con la participacin del seor alcalde. Como una herramienta para ser utilizada en el proceso de construccin, se presentan los listados de computador relacionados con los elementos de curvatura horizontal, coordenadas, cotas de rasante cada 10m y movimiento de tierras.

ESTUDIO DE TRAZO Y DISEO GEOMTRICO (VIAL)CARACTERISTICAS TCNICAS DE LA VAEl presente capitulo se desarrolla en base al Manual Para el Diseo de Caminos No Pavimentados de Bajo Volumen de Transito elaborado por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones.

As mismo se considera los estudios de campo efectuados para el desarrollo del presente proyecto, los mismos que se adecuan a las normas establecidas. En los casos en que la condicin de terreno no permita se adoptara valores mnimos absolutos. Clasificacin segn la jurisdiccin:Sistema Vecinal

Clasificacin segn el servicio: Carretera 3ra. Clase (01 va)

IMDA

: < 400 vehculos/da

Condicin orogrfica

: Carretera tipo 34 zona rural

Vehculo de diseo

: Camin simple 3 ejes o ms C3/C4

Longitud del Tramo en Estudio: 2 km

Velocidad Directriz

: 30 kph

Pendiente Mxima

: 10 %

Pendiente Mxima Excepcional: 13 %

Ancho de Va

: 3.00 metros lineales

Bermas

: 0.50 metros lineales cada ladoInclinacin transversal de bermas: 4%Cunetas

: 0.50 x 0.30 metros linealesPlazoleta de estacionamiento: Se construirn cada 700 m.IMD actual

: ningunoRadio Mnimo

: 12.00 metros linealesRadio Mnimo excepcional

: 10.00 metros linealesBombeo transversal

: 3 %

Peralte mnimo

: 4 %

Peralte mximo absoluto

: 8 %

Peralte mximo absoluto

: 12%

Peralte mximo normal

: 6 %Talud de corte

: segn al tipo de terreno Conglomerados comunes

: 1:3 Tierra compacta

: 1:2 Tierra suelta

: 1:1Zona de propiedad restringida: Se recomienda considerar como mnimo, en previsin para futuros ensanches 10.00 mts. en zona de cultivo y 20.00 mts. en zona libre.DISEO GEOMETRICO EN PLANTA Y PERFIL

El diseo geomtrico se ha realizado en base a las normas vigentes en el Manual Para el Diseo de Caminos No Pavimentados de Bajo Volumen de Transito los que representan generalmente valores mnimos, es decir, las menores exigencias lmites de diseo. Las normas no sern consideradas inflexibles y podrn hacerse excepciones empleando caractersticas por debajo de las especificadas, siempre que la velocidad directriz no disminuya ms del 20%.

ALINEAMIENTO HORIZONTAL

Generalidades

El alineamiento horizontal deber permitir la operacin ininterrumpida de los vehculos tratando de conservar la misma velocidad directriz en la mayor longitud de carretera que sea posible.

Generalmente, el relieve del terreno es el elemento de control del radio de las curvas horizontales y el de la velocidad directriz.

La definicin del trazado en planta se referir a un eje, que define un punto en cada seccin transversal.

Consideraciones de Diseo

Para el alineamiento horizontal se ha tomado en cuenta la configuracin del terreno, adaptndose a la superficie natural tratando de minimizar las compuestas que sigan lo ms ajustadamente posible a los contornos topogrficos.

La metodologa utilizada ha sido determinar en el terreno la ubicacin de los P.I.s. de acuerdo a los procedimientos normalmente empleados para este fin, en los que se toma en cuenta las progresivas del P.T., P.C., y la longitud de la tangente de las curvas.

Tomando en consideracin las distancias, los ngulos de deflexin y el sentido de las curvas, se ha calculado las coordenadas de cada uno de los vrtices de la poligonal definitiva.

El tramo en estudio tiene por finalidad dejar en buen estado de transitabilidad dicho camino, para lo cual se tom las siguientes consideraciones en el estudio:

Ensanchamiento de curvas cerradas en el camino.

Trazo de la subrasante adecuada, segn la topografa del terreno.

Construccin de las obras de arte como son; cunetas, alcantarillas y badenes que le darn una mejor transitabilidad al camino.

Longitud mnima de curva: 3V (dos carriles), donde V = velocidad de diseo (kph)

En el caso de desarrollos, ser probablemente necesario reducir la velocidad directriz con una variacin mxima de 20 kph.

Tramos en Tangente

Vd = velocidad de diseo

= 30 kph

Longitud mnima para trazado en S

= 42 m.

Longitud mnima para el resto de casos= 84 m.

Longitud mxima

= 500 m.

Vd = velocidad de diseo

= 20 kph

Longitud mnima para trazado en S

= 30 m.

Longitud mnima para el resto de casos= 60 m.

Longitud mxima

= 360 m.

Curvas Circulares

Los radios mnimos que se usaran en la carretera, en estudio, sern funcin de la velocidad directriz y del peralte. As mismo se tomara en cuenta la disminucin de la velocidad directriz para los casos de desarrollo hasta 30 kph (en el presente estudio).

Se considera, adicionalmente, la ubicacin de va como en rea Rural con peligro de presencia de hielo en las zonas con altitud mayor 2,500 msnm.

Para:

Vd = 30 kph

peralte mximo = 6%

radio mnimo = 30 m.

Transicin de Peralte

La variacin de peralte requiere una longitud mnima, de forma que no se supere un determinado valor mximo de la inclinacin que cualquier borde de la calzada tenga con relacin a la del eje del giro del peralte.

Vd = 30 kph

peralte inicial = 6%

peralte final = -6%Lt = 48 m.

Sobreancho

Las secciones en curva horizontal, debern ser provistas del sobreancho necesario para compensar el mayor espacio requerido por lo vehculos. El sobreancho se distribuye en el lado interno de la curva.

Para:

Vd = 30 kphradio = 30 m.

Calculo = 2.35 m.

Redondeado = 2.40 m.

Queda indicado que factores no contemplados en la norma, tales como propiedades de terceros, terrenos de cultivo y otros, algunas veces, no permiten adecuar ntegramente la norma en lo que respecta el diseo geomtrico. Por consiguiente es necesario considerar un determinado margen de excepcionalidad en cuanto a los valores mnimos que se establecen.

DISEO GEOMETRICO DEL PERFIL LONGITUDINAL

Generalidades

El perfil longitudinal esta formado por la rasante constituida por una serie de rectas enlazadas por arcos verticales parablicos, a los cuales dichas rectas son tangentes.

A efectos de definir el perfil longitudinal se consideraran prioritarias las caractersticas funcionales de seguridad y comodidad, que se deriven de la visibilidad disponible, de la deseable ausencia de perdidas de trazado y de una variacin continua y gradual de parmetros.

Consideraciones de Diseo

Posicin del perfil respecto a la planta en carreteras de calzada nica.- El eje que define el perfil, coincidir con el eje fsico de la calzada (marca vial de separacin de sentidos de circulacin).

La rasante con relacin a la orografa en terrenos ondulados.- En terreno ondulado, por razones de economa, la rasante seguir las inflexiones del terreno, sin perder de vista las limitaciones impuestas por la esttica, visibilidad y seguridad.

Curvas Verticales

La longitud de la curva vertical cumplir la condicin de L > V

Donde:

L = longitud de la curva en m.l. > 30 y 40 (para el presente proyecto)

V = velocidad directriz (kph)= 30 y 40

Pendiente

Pendientes mnimas.- En los tramos en corte generalmente se evitara el empleo de pendientes menores de 0.5%. Podr hacerse uso de rasantes horizontales en los casos en que las cunetas adyacentes puedan ser dotadas de la pendiente necesaria para garantizar el drenaje y la calzada cuente con un bombeo superior a 2%.

Pendientes mximas.- Se ha de considerar deseable los lmites mximos que establece la DG-2001 y que para el presente caso es de 10% a 12% para una velocidad directriz de 40 kph. Para casos de pendiente mxima absoluta se podr incrementar hasta en 1%.

Longitud en Pendiente

Es necesario considerar una longitud crtica en pendientes, es decir, la combinacin de magnitud y longitud de pendiente que causa un descenso en la velocidad de operacin de un vehculo que va a una determinada velocidad. Se establece como valor critico aquella distancia y magnitud de pendiente que produce descensos superiores a 25 kph.

En el presente proyecto se considera como distancias crticas los siguientes:

Vd = 30 kph

S = 8%Distancia = 180 m.

COORDINACION ENTRE ALINEAMIENTO HORIZONTAL Y PERFIL LONGITUDINAL

DISEO ESPACIAL DE LA VIA

La visin que el conductor tiene de la plataforma de la carretera, as como de su enmarcamiento en el paisaje, le produce una serie de impresiones. Si estas son poco claras o desvan su atencin, la conduccin se hace tensa, errtica o distrada, con lo que las posibilidades de accidentes aumentan.

Elementos de alineamiento espacial

Los elementos de alineamiento espacial son los del trazado en planta y elevacin, cuando ellos se superponen y unen a las caractersticas transversales de la carretera se construye una visin tridimensional de la misma.

Imagen en perspectiva y gua ptica

La principal imagen que tiene el conductor ante si es la plataforma. Esta imagen es, evidentemente, una perspectiva que tiene como punto de vista el de los ojos de dicho conductor.

Elementos de la Planta

a) Tangente

Tangentes largas son montonas y por lo tanto cansadoras. Adems, inducen aumentos de velocidad y facilitan el encandilamiento. Por lo tanto, ellas deben evitarse y en cualquier caso limitarse segn lo normado. Sin embargo, las tangentes pueden acomodarse eventualmente a topografas especficas y servir a la simplificacin de ciertos trazados en zonas complicadas para el conductor.

b) Curvas Horizontales

A las curvas amplias tambin deben limitrseles sus desarrollos, alternndose distintos elementos en planta con el fin de evitar la monotona.

Tangentes de desarrollo breve entre dos curvas del mismo sentido producen un efecto esttico indeseable y ofrecen una perspectiva equivoca al conductor.

c) Secuencia de Elementos en Planta

En un trazado donde la topografa obliga a la utilizacin de curvas de radio reducido es normal y admisible encontrar radios mnimos. En cambio all donde las alineaciones en planta sean amplias y por lo tanto inductoras de velocidades de operacin que pueden exceder a las de diseo, el intercalamiento de un radio mnimo es peligroso.

Elementos del Perfil

a) Tangente

Tangentes cortas, entre dos curvas cncavas o entre dos curvas convexas dan sensacin de ambigedad y no deben ser utilizadas. Deben ser reemplazadas por curvas verticales nicas y amplias.

b) Curvas Verticales Cncavas

Este elemento favorece el guiado ptico. Sin embargo, deben evitarse valores reducidos entre tramos largos de pendiente constante, ya sea con trazados en planta rectos o curvos, puesto que estas configuraciones, vistas desde lejos, presentan una discontinuidad evidente.

c) Curvas Verticales Convexas

En las curvas convexas que enlazan pendientes del mismo sentido, se deben evitar los parmetros reducidos, puesto que ellas dan la sensacin de quiebre.

d) Secuencia de Elementos en el Perfil

En la secuencia de elementos en el perfil longitudinal, que depende principalmente de la topografa, se debe considerar:

En parajes con ondulaciones acentuadas, deben preferirse parmetros convexos mayores que los cncavos, para mejorar la visibilidad en las zonas de relieve abrupto.

En parajes planos, o con poca diferencia de cotas, son los parmetros cncavos los que deben ser mayores que los convexos, para aprovechar al mximo la buena visibilidad que aquellos confieren.

Deben evitarse la sucesin rpida de curvas convexas y cncavas en paisajes con visibilidad.

Superposicin de Planta y Perfil

a) Relacin entre los Elementos de Diseo en Planta y Perfil

Debe tenerse presente que los radios de las curvas en planta y de los de las curvas verticales cncavas que se superpongan deben estar relacionados entre si.

b) Relacin entre los Puntos de Inflexin en Planta y Perfil

En general, los puntos de inflexin en planta y perfil deben aproximadamente coincidir y ser iguales en cantidad a lo largo de un tramo.

c) Combinaciones Indeseables

No debe proyectarse curvas horizontales de radio mnimo, en correspondencia o prximas al punto mas bajo de una curva vertical cncava que enlace rasantes de pronunciadas pendientes descendentes, puesto que el incremento de velocidad que dichas rasantes generan produce los accidentes.

d) Perdidas de Trazado

Se entiende por perdida de trazado la desaparicin de la plataforma a la vista del conductor y su reaparicin a una distancia que no es lo suficientemente grande como para hacer desaparecer el efecto psicolgico adverso que tal situacin produce. Este efecto psicolgico es de incertidumbre y ha sido comprobado exhaustivamente en la prctica.

Intersecciones y Estructuras

Las intersecciones deben estar situadas en zonas de amplia visibilidad. Curvas verticales cncavas son especialmente indicadas para esto.

Si esto no es posible para las dos vas que se crucen o empalman, por lo menos debe serlo para la de mayor importancia.

Por otra parte, las obras de arte deben incorporarse al trazado de una manera fluida y natural, as como este debe ser compatible con la geometra del accidente topogrfico que obliga la construccin de la estructura.

Efectos del Entorno de la Carretera en el Diseo Espacial

La forma y escala del espacio ambiental por el que discurre una carretera tienen influencia definida sobre los conductores.

Durante el da, todos los elementos laterales que ayuden al guiado ptico, tales como plantaciones, muros, barreras, poste-gua, etc., son favorables si ellos estn a una distancia suficiente de la corona.

De noche, el espacio ambiental se reduce a lo que las luces, del auto o de la carretera alcanzan. Entonces, un guiado ptico es aun ms necesario.

DISEO EN SECCION TRANSVERSAL

Numero de Carriles de la Seccin Tipo

El nmero de carriles es fundamental para determinar el nivel de servicio que puede conseguirse y por ende tiene un efecto marcado en la seguridad y en la capacidad de trfico de una carretera.

En el presente proyecto se esta considerando 02 carriles con la proyeccin de ser esta una va de importancia para comunicar las provincias de Huancavelica y Acobamba, esperndose conseguir un trafico cercano o mayor a 400 vehculos cuando se culmine los 54.700 kilmetros de esta va.

Calzada

La calzada es la zona de la seccin transversal destinada a la circulacin segura y cmoda de los vehculos.

El tipo de pavimento que se emplee depender de diversos factores, entre ellos de la intensidad y composicin del trfico previsible pero, en general, no esta relacionado con las dimensiones y caractersticas geomtricas de la calzada.

En el presente proyecto se ha considerado como ancho efectivo 6.60 m.l., el mismo que se ha determinado de acuerdo al tipo de va que se espera alcanzar.

Bermas

Las bermas son un elemento importante de la seccin transversal. Adems de contribuir a la resistencia estructural del pavimento de la calzada en su borde, mejoran las condiciones de funcionamiento del trafico de la calzada y su seguridad; para ello, las bermas pueden desempear, por separado o conjuntamente, varias funciones que determinan su ancho mnimo y otras caractersticas, tales como; detencin ocasional de vehculos, zona de seguridad, circulacin de vehculos lentos, circulacin de emergencia y otros usos.

En el presente proyecto se considera ancho de berma a cada lado de 0.50 m.l.

Bombeos

El drenaje de un pavimento depende tanto de la pendiente transversal o bombeo, como de su pendiente longitudinal. En rasantes a nivel o casi a nivel, tales como los que se encuentran en trazos en las planicies de la costa, as como en las curvas verticales cncavas, el agua que cae sobre el pavimento se esparce en ngulo recto con respecto al eje central del camino, hacia los taludes y cunetas. Cuando exista una gradiente longitudinal, el agua fluir diagonalmente hacia el lado exterior del pavimento, siguiendo la gradiente negativa. Si la pendiente fuera pronunciada y no tuviera bombeo, el agua permanecer sobre el pavimento una distancia considerable antes de salir hacia las bermas.

En el presente proyecto se esta considerando un bombeo transversal de 3%.

Peralte

El valor del peralte, bajo el criterio de seguridad ante el deslizamiento, est dado por la expresin

Donde:

P:Peralte mximo asociado a V

V:Velocidad directriz o de diseo (Kph)

R:Radio mnimo absoluto (m)

F:Coeficiente de friccin lateral mximo asociado a V

Normalmente resultan justificados radios superiores al mnimo, con peraltes inferiores al mximo, que resultan ms cmodos tanto para los vehculos lentos (disminuyendo la incidencia de f negativos) como para vehculos rpidos (que necesitan menores f). Si se eligen radios mayores que el mnimo, habr que elegir el peralte en forma tal que la circulacin sea cmoda tanto para los vehculos lentos como para los rpidos.

Peralte mnimo: 4 %

Peralte mximo absoluto: 8 %

Peralte mximo normal: 6 %

Taludes, Cunetas y Otros Elementos

a) Taludes

Los taludes laterales y contra-taludes varan en gran medida, dependiendo del tipo de material con que se construyan y de su ubicacin geogrfica. Los taludes planos bien acabados presentan una apariencia agradable y son ms econmicos en su construccin y mantenimiento.

Taludes en Corte

VALORES REFERENCIALES PARA TALUDES EN CORTE RELACION H:V)Clasificacin de Materiales de corteRoca FijaRoca SueltaMaterial Suelto

Suelos GravososSuelos Limo-arcillosos o ArcillasSuelos Arenosos

A L T U R A

D E

C O R T E Menor de 5.00 m1:101:6 1:41:1 1:31:12:1

5.00 10.00 m1:101:4 1:21:011:1*

Mayor de 10.00 m1:81:2***

Taludes para Terraplenes

MaterialesTalud (V:H)

Altura (m)

< 5.005.00 10.00> 10.00

Material Comn (limos arenosos)1:1,51:1,751:2

Arenas Limpias1:21:2,251:2,5

Enrocados1:11:1,251:1,5

b) Cunetas

Cuando no se requiera drenaje profundo, los distintos elementos de las cunetas deben combinarse adecuadamente para resolver los problemas hidrulicos y de mecnica de suelos que las motivan, a la vez que para lograr una seccin transversal de la carretera que tenga costo mnimo.

Los elementos constitutivos de una cuneta son su talud interior y su fondo, ya incluidos en la plataforma de subrasante, y su talud exterior. Este ltimo, por lo general, se confunde con el del corte, pero se limita, con el propsito de completar la definicin de la cuneta, a una altura que resulta de proyectar horizontalmente el borde exterior de la corona sobre dicho talud.

(a) Talud Interior de Cunetas

El talud o pared interior de la cuneta se inicia en el punto extremo de la corona del pavimento y se desarrolla, bajando con una cierta inclinacin, hasta llegar a la profundidad que corresponda a las circunstancias del proyecto en tramo estudiado.

Como estos valores son distintos de las inclinaciones de los taludes de terrapln, se requerirn transiciones de uno u otro cuando la va pase de corte a terrapln y viceversa.

El proyectista, sin embargo, deber juzgar, en aquellos tramos en los que por razones altimtricas se produzcan muchos de estos cambios, la conveniencia de mantener la inclinacin del talud interior de la cuneta en zonas de terrapln, si stos son de poca altura. Esto con el fin de evitar los efectos antiestticos de una sucesin de alabeos.

(b) Profundidad de la Cuneta.

La profundidad o altura interior de la cuneta se mide, verticalmente, desde el extremo de la plataforma hasta el punto ms bajo de su fondo.

(c) El Fondo de la Cuneta

El fondo de la cuneta, transversalmente, ser horizontal si se considera una seccin trapezoidal.

INCLINACIONES MXIMAS DEL TALUD (V:H) INTERIOR DE LA CUNETA

V.D. (Km/h)I.M.D.A (VEH./DIA)

< 750> 750

70 1:31:4

(*) Slo en casos muy especiales

Ancho de cuneta

0.50 m.l.

Profundidad cuneta0.30 m.l. (zona lluviosa)

CDIGO SNIP 81044

PROYECTO: CREACIN DE LA CARRETERA CCELLOCCASA - CALLANCA - TOTORA - CONEXIN CARRETERA A YURACCANCHA, DISTRITO DE ARMA, PROVINCIA DE CASTROVIRREYNA - HUANCAVELICA