primer informe de caminos 1

7/24/2019 primer informe de caminos 1

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CAMINOS I FIC - UNASAM

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INFORME DE TRABAJO N 01

TRAZADO DE UNA GRADIENTE

I. INTRODUCCIN

El diseo geomtrico es la parte ms importante del proyecto de una carretera, estableciendo,

con base en los condicionantes o factores existentes, la configuracin geomtrica definitiva del

conjunto tridimensional que supone, para satisfacer al mximo los objetivos fundamentales, es

decir, la funcionalidad, la seguridad, la comodidad, la integracin en su entorno, la armona o

esttica, la economa y la elasticidad.

Un aspecto fundamental del diseo es el trazado de carreteras, sobre todo en el trazo de la

gradiente, ya que es en esta etapa donde se elegir la pendiente que llevar la carretera,

siguiendo la concepcin de que esta sea segura y sin que produzca sensacin de peligro en los quetransitan por la va, adems de llegar con cierta rapidez al destino, es por esto que esta etapa es

una de las ms importantes ya que hay que emplear tcnicas apropiadas para el trazado, as como

un buen criterio para combinar adecuadamente todos los factores y variables para obtener

carreteras con buen desempeo y as aportar con el desarrollo regional y nacional.

II.

OBJETIVOS

Determinar los criterios adecuados para el trazado de la gradiente.

Trazar la gradiente de pendiente entre 4% y 7% para 2 rutas, uniendo 3 puntos: Queshca

PurucutoCarayoc, situados en la provincia de HuarazAncash.

Establecer diferencias entre las 2 rutas trazadas y determinar la mejor ruta por donde se

trazar el eje de la carretera.

En la carta nacional prestar atencin a los diferentes accidentes geogrficos, ros, lagunas,

ciudades, carreteras hechas, etc.; con el fin de mostrar las diferencias entre las rutas

trazadas.


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III.

CONCEPTOS PREVIOS

CARRETERA

Una carretera es una infraestructura de transporte especialmente acondicionada dentro de

toda una franja de terreno denominada derecho de va, con el propsito de permitir la

circulacin de vehculos de manera continua en el espacio y en el tiempo con niveles

adecuados de seguridad y comodidad.

En el proyecto integral de una carretera, el diseo geomtrico es la parte ms importante ya

que a travs de l se establece la configuracin geomtrica tridimensional, con el propsito de

que la va sea funcional, segura, cmoda, esttica, econmica y compatible con el medio

ambiente.

RUTA

Es aquella franja de terreno, de ancho variable, comprendida entre dos puntos obligados

extremos y que pasa a lo largo de dos puntos obligados intermedios dentro de la cual es

factible realizar la localizacin del trazado de una va. Los puntos obligados son aquellos sitios

extremos o intermedios por los que necesariamente deber pasar la va, ya sea por razones

tcnicas, econmicas, sociales o polticas.

ESTUDIO SOBRE CARTAS GEOGRFICAS

Al estudiar en cartas geogrficas, se puede formar una idea de las caractersticas ms

importantes de la regin, sobre todo en lo que respecta a su topografa, hidrologa y a la

ubicacin de poblaciones.


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De este modo, es posible sealar sobre la carta varias rutas posibles, es decir, diversas franjas

para el estudio. Al definir las posibles rutas se debe considerar los desniveles entre puntos

obligados, as como las distancias entre ellos, para conocer la pendiente que regir en su trazo.

Con el auxilio de cartas geolgicas y mapas que indiquen la potencialidad econmica de la

regin, se dibujara las rutas que puedan satisfacer el objetivo de la comunicacin deseada.

TOPOGRAFA

La topografa es la ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las

posiciones de puntos, sobre la superficie de la tierra, por medio de medidas segn los tres

elementos del espacio que son el largo, alto y ancho.

La topografa generalmente afecta a los alineamientos, pendientes, secciones transversales,

etc., por lo cual las colinas, valles, ros, lagos y zonas de terreno inestables imponen

limitaciones en el trazado y son, por consiguiente, determinantes durante el estudio de rutas.

El trazado, diseo y localizacin de una carretera estn altamente influenciados por la

topografa, caractersticas geolgicas, y uso de las tierras atravesadas, factores que intervienen

de una manera predominante en la seleccin de las rutas.

Tipos de Terreno

Desde el punto de vista topogrfico los terrenos pueden clasificarse en tres tipos: plano,

ondulado y escarpado.

1. Terrenos Planos. Son aquellos cuya pendiente general en el sentido de avance es

inferior a la pendiente mxima estipulada por la va y est referida a lugares donde no

hay problemas en la pendiente longitudinal.

2.

Terreno Ondulado. Se considera as al terreno cuyo perfil longitudinal presenta una

sucesin de cimas y depresiones de cierta magnitud con pendiente transversal no

mayor a 20.

3. Terreno accidentado. Es aquel terreno que ofrece pendientes transversales mayores

a 20 y se caracteriza por accidentes topogrficos notables.


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IV.

PROYECTO Y CONSTRUCCIN DE CARRETERAS

La construccin de carreteras requiere la creacin de una superficie continua, que atraviese

obstculos geogrficos y tome una pendiente suficiente para permitir a los vehculos o a los

peatones circular y cuando la ley lo establezca deben cumplir una serie de normativas y leyes o

guas oficiales que no son de obligado cumplimiento.

V.

SELECCIN DE RUTAS

El diseo de una va se inicia con el establecimiento de rutas o corredores favorables que

conecten los extremos del proyecto y unan puntos de paso obligado intermedios.

Teniendo en cuenta los factores externos que afectan el diseo, en esta primera etapa

predominan los criterios econmicos vinculados a las longitudes de las soluciones y el costo de las

obras de explanacin, de arte y tneles.

La identificacin de una ruta a travs de los puntos obligados o de control primario y su paso

por otros puntos intermedios de menor importancia o de control secundario, hace que aparezcan

varias rutas alternas. Para todas las rutas alternas, es necesario llevar a cabo la actividad

denominada seleccin de ruta, la cual comprende una serie de trabajos preliminares que tienen

que ver con acopio de datos, estudio de planos, reconocimientos areos y terrestres, poligonales

de estudio, etc.

La determinacin de la mejor ruta se logra en base a los siguientes factores de comparacin:

Adaptacin de la carretera a la topografa.

Alineamientos curvaturas y pendientes.

Volmenes estimados de excavacin y relleno.

Caractersticas geolgicas de las zona atravesada

Tipo de suelo.

Zonas susceptibles a erosin.

Obras de arte y obras complementarias.

Condiciones de drenaje

Fuentes de materiales para la construccin.

Sistemas de transportes existentes (caminos de acceso).

Zonas potenciales de desarrollo. Posibilidad de mejoras futuras debido al incremento de transito.

Costo de expropiacin del derecho de va.

Costo de prejuicio a las zonas aledaas.
http://es.wikipedia.org/wiki/Pendiente_(geograf%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculohttp://es.wikipedia.org/wiki/Peatoneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Peatoneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pendiente_(geograf%C3%ADa)


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Una vez seleccionada la ruta ms favorable, se inicia propiamente la fase de diseo geomtrico,

que le da la forma fsica ms apropiada a la carretera, adaptada a todos los requisitos, intentando

satisfacer al mximo los distintos objetivos del diseo.

VI.

EVALUACIN DEL TRAZADO DE RUTAS

La mejor ruta entre varias alternas, que permita enlazar dos puntos extremos o terminales,

ser aquella que de acuerdo a las condiciones topogrficas, geolgicas, hidrolgicas y de drenaje,

ofrezca el menor costo con el mayor ndice de utilidad econmica, social y esttica. Por lo tanto

para cada ruta ser necesario determinar, en forma aproximada, los costos de construccin,

operacin y conservacin de la futura va a proyectar; para as compararlos con los beneficios

probables esperados.

VII. TRAZADO DE GRADIENTE

En la isometra del terreno natural con curvas de nivel cada cinco (5) metros, ilustrada en la

siguiente Figura, considrese los puntos A y B sobre las curvas de nivel sucesivas 205 y 210. La

pendiente de la lnea recta AB, que los une, es:

BCPendiente de AB tan

AC

Figura 01: Concepto de la lnea Gradiente

Luego, si se quiere mantener una l nea de pendiente uniforme igual a tan, la distancia

horizontal necesaria para pasar de una curva de nivel a otra ser:

BCAC

tan


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Donde:AC = Distancia horizontal entre curvas de nivel sucesivas, o abertura del

comps. (L)BC = Diferencia de nivel entre curvas o equidistancia. (E)tan = Pendiente de la lnea recta AB. Pendiente de la lnea de ceros.

Para nuestro caso, la pendiente ser medido en porcentaje (i %)

%

BCAC

i

%

EL

i

Y la abertura del comps viene dado por la expresin:

1

%C

EL

i D

Donde D = escala del plano


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VIII.

DATOS GEOGRFICOS

HUARAZ

Ubicacin:

Norte : 221885.24 m

Este : 8945164.65 m

Elevacin : 3037 m


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La carretera pasar por los poblados de Queshca - PurucutaCarayoc

QUESHCA

Ubicacin:

Norte : 8943141.66 m S

Este : 221234.51 m E

Elevacin : 3065 m

PURUCUTA

Ubicacin:

Norte : 8939828.57 m S

Este : 219057.60 m E

Elevacin : 3687 m


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CARAYOC

Ubicacin:

Norte : 8940039.74 m S

Este : 215013.33 m E

Elevacin : 4110 m


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IX.

EQUIPOS Y MATERIALES

Carta Nacional

Escalmetro Comps

Lpiz


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X.

PROCEDIMIENTO

Establecidos los puntos extremos o terminales por el docente del curso se proceder con el

trazo de la gradiente con el rango de pendientes establecidas.


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Clculo de la abertura del comps (LC)

Es la distancia horizontal que se necesita para ascender o descender saltandode curva en curva contiguas.

1 1 donde: es la escala del plano

%C

EL

i D D

Para i = 4 %

1 25 1

% 4% 25000C

EL

i D

4%0.025 m 2.5 cm

CL

Para i = 5 %

1 25 1

% 5% 25000C

EL

i D

4%0.020 m 2.0 cm

CL

Se empieza a trazar la gradiente de la primera opcin de ruta, considerando los aspectos

estudiados en clase.

Se ajusta la abertura del comps segn los valores antes hallados (si i = 4% entonces

, y para i = 5% entonces ).

Se traza la gradiente entre dos curvas de nivel, una de cota inferior (ejemplo: 2000

msnm) y la otra con cota inmediatamente superior (ejemplo: 2025 msnm) o viceversa,

esto es para mantener la pendiente.


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En terreno accidentado, no es conveniente hacer los desarrollos muy seguidos, ya que se

realizar mucho movimiento de tierra, adems de dificultar el trazo del eje definitivo por

la cercana entre gradiente.


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Para evitar lo antes mencionado, es preferible hacer los desarrollos un poco ms largos

Evitar que la gradiente pase por ros de importancia, ya que ser necesario la colocacin

de puentes, ocasionando un enorme gasto, si no es posible realizarlo, buscar la mejor

zona por donde se construir el puente.

La gradiente tambin deber pasar por una ciudad importante que se encuentra cercana,

para as conectarla con carreteras de mayor importancia. Entre otras consideraciones

aprendidas.

Luego, se traza la gradiente de la segunda opcin de ruta, al final se comparara con la primera y

se elegir a la ruta ms viable.


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XI.

DESARROLLO DE LOS RESULTADOS

LONGITUD DE LAS RUTAS

RUTA 1:

Perfil Longitudinal de la Gradiente para la RUTA 1

(Vista completa en la siguiente pgina)

Como se ve en la figura, hay un tramo de pendiente i = 5%, esto se realiz para poder

ganar altura, pero teniendo en cuenta las consecuencias.

Determinaremos la longitud total aproximada de la carretera (RUTA 1):

TRAMO AB: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 4%

TRAMO BC: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 4%

TRAMO CD: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 5%


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RUTA 1


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TRAMO DE: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 4%

TRAMO EF: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 5%

TRAMO FG: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 4%

TRAMO GH: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 4%

TRAMO HI: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 4%

Entonces, la longitud total de la carretera ser:


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1 24.50 Km

RutaL

RUTA 2:

Perfil Longitudinal de la Gradiente para la RUTA 2

(Vista completa en la siguiente pgina)

Determinaremos la longitud total aproximada de la carretera (RUTA 2):

TRAMO AB: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 4%

TRAMO BC: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 4%

TRAMO CD: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 5%


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RUTA 2


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TRAMO DE: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 5%

TRAMO EF: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 4%

TRAMO FG: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 4%

TRAMO GH: Cuyo trazo fue hecho con una pendiente de i = 4%

Entonces, la longitud total de la carretera ser:

2 32.875 Km

RutaL


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DESCRIPCIN DE RUTAS

RUTA 1:

El trazo de la gradiente comenz en el pueblo de Queshcacon una pendiente

de 4% pasando por el poblado de Quechca, bajando y luego subiendo debido a la

topografa del terreno, y aplicando una pendiente de 5% para no hacer mucho

movimiento de tierra (tramo CD), luego se continu con una pendiente de 4%

ascendiendo el cerro haciendo desarrollos convenientes hasta llegar a la quebrada de

Purucuta de donde ascendemos con una pendiente de 5% debido a que el poblado de

Purucuta se encuentra ubicado entre 3 quebradas y no se requiere bordear dichas

quebradas y no hacer mucho movimiento de tierra, luego seguiremos ascendiendo

bordeando la quebrada Ultapampa donde se descendi un poco con una pendiente

de 4% debido a que si seguamos subiendo exiga mayos movimiento de tierras en la

curva de volteo. Bordeando la quebrada seguimos ascendiendo en donde

encontramos una topografa ms plana donde se pudo seguir subiendo haciendo

desarrollos ya que en el terreno con cuervas ms separadas se puede hacer

fcilmente curvas de volteo sin demasiado movimiento de tierra hasta llegar al

pequeo poblado de Carayoc.

RUTA 2:

Debido a la topografa que conduca a trazos semejantes o con muchos

desarrollos hacia el sur, se traz esta ruta que sera ms larga, compensado el defecto

con el sustento de que esta carretera unir varios poblados de la zona.

El trazo de la gradiente fue casi en su totalidad con una pendiente de 4%;

ascendiendo con dicha pendiente hacia el norte pasando cerca de los poblados de

Chocllac, Mitucro, Cashan, luego se descendi para llegar al poblado de Purucuta,

que como al encontrarse entre quebradas se aplic una pendiente de 5 % para no

hacer demasiado movimiento de tierra, se sigui ascendiendo mediante desarrollos

los cuales por la topografa del terreno se poda hacer un poco sinuosas para ganar

terreno en subida ya que en las zonas de mayor altura el terreno no es accidentado lo

que nos permiti avanzar pasando por el poblado de Huacrache, para luego llegar sin

problemas al pequeo poblado de Carayoc.

Para las dos rutas no se consider hacer ningn puente debido a que al estar lazona en la Cordillera Negra no existe ningn ro o torrente importante, lo que

se previ es hacer badenes por donde pasar el agua que suele correr por

estas quebradas en poca de lluvias.


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COSTO APROXIMADO DE LAS RUTAS

Costo aproximado de carretera afirmada por Km = S/. 41898.76*

RUTA 1:

1 24.50 KmRutaL

Entonces el costo aproximado de la RUTA 1 ser:

24.50 Km x S/. 41898.76/Km

COSTO DE LA RUTA 1 : S/ . 1026516.620

RUTA 2:

2 32.875 Km

RutaL

Entonces el costo aproximado de la RUTA 1 ser:

32.875 Km x S/. 41898.76/Km

COSTO DE LA RUTA 2 : S/ . 1377421.735

* Dato calculado de expediente tcnico carretera vecinal de Hunuco de costo S/. 923867.65 para una

carretera afirmada de 22.05 Km aproximadamente


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XII.

CUADRO DE COMPARACIN Y SELECCIN DE LA MEJOR RUTA

CRITERIOS

RUTAS

N 1 N 2Valor Peso Valor Peso

Longitud (Km) 24.5 1 32.875 2

Pendiente Media (%) 4.5 1 4.5 1

Costo de Construccin (S/.) 1026516.62 1 1377421.735 2

N de Alcantarillas 8 1 16 2

Alineamiento 1 2

Suma de Pesos 5 9

Por lo que, se concluye que la mejor Ruta es la RUTA 1

XIII.

CONCLUSIONES

El diseo geomtrico es la parte ms importante del proyecto de una

carretera ya que de esta depender la longitud final de la carretera, as

como los desarrollos que se realizarn en esta.

Existen diversos factores a considerar al hacer el trazado de la gradiente

como la topografa y el tipo de suelo del lugar; para esto es necesario tener

un buen criterio para poder relacionar las variables de modo efectivo.

Se debe de realizar 2 o ms rutas, ya que dependiendo de las variablesantes mencionadas, se compararn entre ellas para as elegir la mejor

opcin.


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Las 2 rutas trazadas tuvieron las siguientes longitudes:

Al realizar el cuadro de comparacin, se determin que la opcin ms

viable es la de la RUTA 1, esta comparacin se realiz con el mtodo de los

mtodos absolutos.

XIV.

RECOMENDACIONES

Antes de realizar todo diseo geomtrico de carreteras, se tiene que

obtener la informacin suficiente del terreno por donde se trazar la

gradiente, no slo con la ayuda de la carta nacional, sino tambin vistas

panormicas, vistas satelitales de la zona de trabajo y lo ms importante el

recorrido a pie.

Se debe de tener bien calibrados los instrumentos que se usarn para el

trazado, tales como escalmetros y comps primordialmente, as se

reducirn errores al mnimo por tratarse de una carta nacional de escala

1/25000.

Tener mucho cuidado al hacer el trazo ya que si nos pasamos de curva de

nivel aumentaremos al doble la pendiente.

Evitar hacer los desarrollos muy continuos, conlleva mayor movimiento de

tierra, curvas muy cerradas que causan incomodidad e inseguridad al

pblico que transitar por la carretera.

Hacer las cuervas de volteo en terrenos no muy accidentados, para no

hacer demasiado movimiento de tierra.

Tener en cuenta los puntos de control, tanto positivos como negativos,

para el trazo de la gradiente.


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XV.

BIBLIOGRAFIA

Pginas de Internet

TRAZADO DE CARRETERAS JAMES CRDENAS GRISALES. ECOE EDICIONES,

2004 - 409 pginas

Apuntes de CAMINOS I ALVA VILLACORTA FREDYUNASAM 2010 - II

primer informe de caminos 1

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