05_Coordinación entre el alineamiento horizontal y perfil longitudinal

Ing. Oscar Fredy Alva VillacortaDocente de la Facultad de Ingeniera Civil


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CAPITULO III

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Generalidades

La coordinacin entre la alineacin en planta y la alineacin en perfil es necesaria para que el efecto tridimensional de superponer un perfil a una planta resulte seguro y cmodo para la conduccin. Una cmodo para la conduccin. Una correcta coordinacin entre ambas realidades del diseo geomtrico aumenta la visibilidad a lo largo de la va, as como la armona del conjunto, de forma que el trazado est exento de sorpresas, y por tanto, resulte ms seguro para los conductores.

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Diseo espacial de la va

Los trazados en planta y perfil de una carretera debern estar coordinados de forma que el usuario pueda circular por ella de manera cmoda y segura. Concretamente, se segura. Concretamente, se evitar que se produzcan prdidas de trazado, definida sta como el efecto que sucede cuando el conductor puede ver, en un determinado instante, dos tramos de carretera, pero no puede ver otro situado entre los dos anteriores.

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Para conseguir una adecuada coordinacin de los trazados, para todo tipo de carretera, se tendrn en cuenta las siguientes condiciones:

1) Los puntos de tangencia de toda curva vertical, en coincidencia con una curva vertical, en coincidencia con una curva horizontal, estarn situados dentro de la clotoide en planta y lo ms prximos al punto de radio infinito. En general los puntos de inflexin en planta y perfil deben aproximadamente coincidir y ser iguales en cantidad a lo largo de un tramo.

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2) Se deber cumplir la siguiente relacin:

Donde:

LA AR

5 10R

Donde:

L = Longitud de la curva vertical (m)A = Valor absoluto de la diferencia algebraica de

las pendientes (tanto por uno)R = Radio de la curva circular en planta (m)

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3) En carreteras con velocidad igual o menor que sesenta Kilmetros por hora (60 Kph) y en carreteras de caractersticas reducidas, se cumplir siempre que sea posible la condicin:

Donde:

A R====

100 A RLp

====

100

Donde:

P = Peralte correspondiente a la curva circularL = Longitud de la curva vertical (m)A = Valor absoluto de la diferencia algebraica de

las pendientes (tanto por uno)R = Radio de la curva circular en planta (m)

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Para todo tipo de carretera se evitarn las siguientes situaciones:

Alineacin nica en planta (recta o curva) que contenga un acuerdo vertical cncavo o un acuerdo vertical convexo cortos

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Curva Vertical convexa en coincidencia con un punto de inflexin en planta

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Tangente en planta con curvas convexa y cncava consecutivas.

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Tangente seguida de curva en planta en correspondencia con curvas convexa y cncava

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Alineacin curva, de desarrollo corto, que contenga una curva cncava corta.

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Conjunto de alineaciones en planta en que se puedan percibir dos curvas verticales cncavas o dos curvas verticales convexas simultneamente.

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Adems de las condiciones anteriores, en carreteras de calzadas separadas y vas rpidas se evitar:

Curva cncava en coincidencia con un punto de inflexin en planta.

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Curva vertical corta entre pendientes largas dentro de una misma alineacin en planta.

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Rasantes uniformes entre curvas verticales consecutivos del mismo signo (cncavos o convexos) dentro de una misma alineacin en planta.

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Curvas en planta cortas dentro de una curva vertical larga.

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Elementos del Alineamiento Espacial

Los elementos del 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 transversales de la carretera se construye una visin tridimensional de la misma.

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Elementos del Alineamiento Espacial

La ejecucin de tales esquemas para la totalidad de un trazado no es siempre factible ni indispensable. En la mayora de los casos basta con respetar las normas consignadas para evitar efectos normas consignadas para evitar efectos contraproducentes para la seguridad y la esttica de la va.

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Imagen en perspectiva y gua ptica

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

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Vista "a vuelo de pjaro", como la que se muestra en la figura 404.02g-a, aunque puedan ser ilustrativas de ciertos aspectos ilustrativas de ciertos aspectos paisajstico, no cumplen con el objetivo de advertir al proyectista de los defectos pticos del trazado que puedan afectar a los usuarios, que en este caso se producen por el empleo de una curva en planta de pequeo desarrollo entre dos alineamientos rectos largos.

figura 404.02g-a

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En la Figura 404.02g-b si se aprecia el fenmeno, que queda resuelto que queda resuelto en c mediante la utilizacin de curvas de acuerdo a radios de curvatura ms amplios.

Figura 404.02g-b y c

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En las Figuras 404.02g-d y e se muestran dos plataformas en plataformas en perspectiva. La primera, sin demarcacin horizontal, contrasta negativamente con la otra, cuyas bandas pintadas ofrecen una gua ptica muy eficaz.

Figuras 404.02g-d y e

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A. Tangente

Tangentes largas son montonas y por lo tanto cansadoras. Adems, inducen aumentos de velocidad y facilitan el

Elementos de la Planta

Adems, inducen aumentos de velocidad y facilitan el encandilamiento. Por lo tanto, ellas deben evitarse y en cualquier caso limitarse segn lo normado.

Cuando, a pesar de todo, las tangentes largas se produzcan, es conveniente disminuir la sensacin de rigidez que provocan mediante curvas verticales cncavas de gran parmetro, que disminuyen el encandilamiento y permiten apreciar la velocidad de los vehculos enfrentados. (VaseFigura 404.03g-a)

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Figura 404.03g-a

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B.B. Curvas horizontalesCurvas horizontales

Tangentes de desarrollo breve entre dos curvas del mismo sentido producen un efecto esttico indeseable y ofrecen una perspectiva equivoca al indeseable y ofrecen una perspectiva equivoca al conductor. (Vase Figura 404.03g-b).

Figura 404.03g-b

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Asimismo, una curva de pequeo desarrollo entre dos alineaciones rectas largas produce una mala imagen visual (Figura 404.03g-c). En la (Figura 404.03g-d) se muestra el problema resuelto con una curva amplia.una curva amplia.

Figura 404.03g-c Figura 404.03g-d

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C. Secuencia de Elementos en Planta.

En un trazado donde la topografa obliga lautilizacin de curvas de radio reducido (vaseFigura 404.03g-e) es normal y admisibleFigura 404.03g-e) es normal y admisibleencontrar radios mnimos. En cambio, all dondelas alineaciones en planta sean amplias, y por lotanto inductoras de velocidades de operacin quepueden exceder a las de diseo, el intercalamientode un radio mnimo es peligroso (vase Figura404.03g-f). Deben utilizarse curvas ms amplias.

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Figura 404.03g-e y f

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A. Tangente

Tangentes cortas, entre dos curvas cncavas (vase

Elementos del Perfil

curvas cncavas (vase Figura 404.04g-a), o entre dos curvas convexas (Figura 404.04g-c), dan sensacin de ambigedad y no deben ser utilizadas.

Figura 404.04g-a

Figura 404.04g-c

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Deben ser reemplazadas por curvas verticales nicas y amplias, segn lo indicado en las Figuras 404.04g-b y d.las Figuras 404.04g-b y d.Estos principios deben ser respetados especialmente en el caso de existir estructuras.

Figura 404.04g-b

Figura 404.04g-d

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B. Curvas Verticales Cncavas

Este elemento favorece el guiado ptico. Sin embargo, 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. (Vanse Figuras 404.04g-e) y f).

Figuras 404.04g-e

Figuras 404.04g- f

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C. Curvas Verticales Convexas

Este elemento es el menos favorable para menos favorable para un buen guiado ptico, agravndose el fenmeno a medida que el valor de su parmetro disminuye.

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En las curvas convexas que enlazan pendientes del mismo sentido, se deben evitar los deben evitar los parmetros reducidos, puesto que ellas dan la sensacin de quiebre (vase Figura 404.04g-g). Deben usarse parmetros verticales lo ms grandes posibles.

Figura 404.04g-g

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C. 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 En parajes con ondulaciones acentuadas, deben

preferirse parmetros convexos mayores que los cncavos, para mejorar la visibilidad en las zonas de relieve abrupto (vase Figura 404.04g-h).

Figura 404.04g-h

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En parajes planos, o con poca diferencia de cotas (10 m. a lo sumo), son los parmetros cncavos los que deben ser mayores que los convexos, para aprovechar al mximo la buena visibilidad que aquellos confieren (Figura 404.04g-i).

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

Figura 404.04g-i

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A. Relacin entre los Elementos de Diseo en Planta y Perfil.

Adems de lo ya dicho en acpites anteriores, debe

Superposicin de Planta y perfil

Adems de lo ya dicho en acpites anteriores, 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 s. Si K es el valor del parmetro de la curva cncava y R es el radio de curvatura en planta, K deber estar comprendido entre 5R y 10R, dependiendo del relieve y del ancho de la calzada, mayor valor para topografas llanas y para calzadas amplias.

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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 aproximadamente coincidir y ser iguales en cantidad a lo largo de un tramo (vase Figura 404.05g-a). Cuando lo ltimo no sea posible por imposiciones del terreno, se recomienda evitar que el conductor vea ms de una curva en planta mediante pantallas artificiales o naturales.

Figura 404.05g-a

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La superposicin de curvas horizontales yverticales, adems de brindar una aparienciaagradable, facilita el drenaje al combinar puntosde poca inclinacin longitudinal (vrtices de lascurvas) con puntos de peraltes mayores, y puntoscurvas) con puntos de peraltes mayores, y puntosde poca inclinacin transversal (transiciones deperalte) con otros de inclinacin longitudinalmxima. Por otra parte, esta superposicin esespecialmente conveniente para el caso de curvashorizontales y verticales que no permitanadelantamiento.

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De este modo no se ha perjudicado laconduccin, como sucede si se superpone unacurva o recta que s permite dicha maniobra conuna curva que la frustra.

Respetando este principio de superposicin y decoincidencia aproximada de los puntos deinflexin, conviene adems, para mejorar lapredictibilidad del trazado, que las curvasverticales convexas sean ms cortas que lascurvas en planta correspondientes, y que lascncavas sean ms largas.

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En las curvas verticales convexas deber verse con antelacin un tramo de curva en planta correspondiente a unos 3.2 de giro, o sea, la clotoide entera si A = R/3. (Vase Figura 404.05g-b).

Figura 404.05g-b

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C. Combinaciones indeseables.

La sucesin de curvas verticales en tramos rectos verticales en tramos rectos o curvos, que permitan la visin del trazado como un tobogn, son antiestticas y deben evitarse (Vase Figuras 404.05g-c) y d).

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C. Prdidas de trazado

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

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En la Figura 404.06g se muestran varias situaciones de prdida de trazado. En la figuraa se tiene una prdida de trazado en tangente; en figura b se observa el fenmeno en una curva amplia; curva amplia;

Figura 404.06g a y b

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en figura c el efecto es especialmente peligroso pues no se tiene distancia de visibilidad de adelantamiento; en la Figura d hay visibilidad de adelantamiento, pero la perspectiva de la va hace difcil la evaluacin de las distancias; difcil la evaluacin de las distancias;

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en la figura e y f se muestran casos extremos de prdidas de trazado, en los que el conductor puede equivocar francamente su apreciacin del desarrollo del trazado y del trnsito contrario.

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Este problema sicolgico no existe cuando el conductor puede ver, frente a l y sin interrupciones, un tramo de carretera de longitud L que corresponda a la distancia a la que normalmente l fija su atencin, que son las de la Tabla 404.01g.atencin, que son las de la Tabla 404.01g.

Esto no siempre es posible sin encarecer sustancialmente el proyecto. Cuando no se puedan tener distancias de visibilidad, se debe procurar por todos los medios que la carretera no aparezca a los ojos del conductor a distancias inferiores a las de la Tabla 404.01g.

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La comprobacin de esto se hace grficamente sobre los planos de planta y perfil.

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Las Intersecciones deben estar situadas en zonas de amplia visibilidad. Curvas verticales cncavas son especialmente indicadas para esto (VaseFigura 404.07g-a).

Intersecciones y Estructuras

Figura 404.07g-a).

Figura 404.07g-a

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La bifurcacin entre dos carreteras de distintaimportancia no debe hacerse de modo que puedanconfundir al conductor (Figura 404.07g-b). Debepreferirse una salida que se produzca en un ngulopreferirse una salida que se produzca en un ngulopronunciado a las salidas tangenciales; vase(Figura 404.07g-c), donde se han dispuesto demodo distinto tanto el empalme como los rboles.

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El efecto que se presenta en la Figura 404.08g-a, es tan indeseable como desgraciadamente frecuente. Las soluciones a estos problemas coinciden con lo mostrado en las Figuras 404.04g-a y b).a y b).

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En general, las estructuras no deben ser situadas al comienzo de una curva, cuando ellas dificultan la visin del camino (Figura 404.08g-b).

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Es preferible ubicarlas en zonas de curvatura franca, como se pareca en la Figura 404.08g-c) en cuestin y en lo posible con una buena visibilidad previa (Figura 404.08g-d).

Figura 404.08g-c y d

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