Facultad Ingeniera Civil Carreteras I

CONSIDERACIONES PREVIAS DE LA REGIN ADOPTADA

1. Introduccin

Porque es importante el diseo y construccin de una carreta?

Cul es la diferencia entre carreta y camino?

La diferencia es que una carretera tiene caractersticas de diseo altas, adecuada para acomodar importantes volmenes de trnsito a velocidades elevadas, mientras que un camino tiene caractersticas geomtricas medias a mnimas, adecuada para dar servicio a volmenes moderados y bajos de trnsito.

2. Descripcin De La Zona De Proyecto

La zona donde se situara la carretera es en el departamento de Chuquisaca provincia

3. Importancia Y Justificacin De Proyecto

Porque es necesario el diseo de una carretera en el lugar?

Es necesario porque la zona cuenta con zonas de produccin agrcola y zonas tursticas

4. Objetivo De Proyecto

4.1. Objetivo general.

4.2. Objetivo especfico.

TRAZADO GEOMTRICO DE LA CARRETERA

1. Factores Que Intervienen En El Diseo De La Carretera

Cules son los factores que interviene en el diseo?

Los factores que interviene en el diseo son:

Factores funcionales

Factores fsicos

Factores de costo asociado a la carretera

Factores humanos y ambientales

2. Criterios Para La Clasificacin De La Carreteras Y Calculo De Datos Bsicos Para El Trazado.

2.1. Funcin De La Carretera

Cul es la funcin de una carretera segn la ABC?

Las carreteras estn destinadas fundamentalmente a servir el trnsito de paso, a dar acceso a la propiedad colindante o bien a dar un servicio que sea combinacin de ambas posibilidades

Cul es el valor mnimo de vehculos/da para que la carretera sea justificable?

2.2. Demanda Y Caractersticas De Transito

2.2.1. Demanda Horaria

Qu es el VHD y para qu sirve?

El VHD es volumen horario de diseo que determina las caractersticas que deben otorgarse al proyecto para evitar problemas de congestin y determinar condiciones de servicio aceptables.

El VHD nos permite determinar el TPDA (Transito Promedio Diario Anual) y a partir de ello determinar la categora de la carretera.

El VHD se determin segn la clasificacin de vehculos, obteniendo un valor de 226 vehculos/hora

CLASIFICACION DE VEHCULOS

N de Vehculos

Vehculos Livianos

Vehculos Comerciales Rgidos

mnibus de mayores dimensiones

Camiones con Semirremolque o Remolque

VHD

226

2.2.2. Transito Promedio Diario Anual (TPDA)

Qu es el TPDA y para qu sirve?

Es el promedio aritmtico de los volmenes diarios para todos los das del ao, previsible o existente en una seccin dada de la va. Su conocimiento da una idea cuantitativa de la importancia de la ruta en la seccin considerada y nos permite determinar la categora de la carretera.

La relacin emprica entre el VHD y el TPDA es VHD = 12 % del TPDA ao. El coeficiente de orden 12% corresponde por lo general a carreteras de transito mixto con variaciones estacionales moderadas.

Calculo Del Trnsito Promedio Diario Anual (TPDA)

2.2.3. Clasificacin Por Tipo De Vehculo

Cul es la clasificacin de los vehculos, segn ABC?

La clasificacin de vehculos segn la ABC es:

Vehculos Livianos: Camionetas hasta 1500 kg

Locomocin Colectiva: Buses rurales e interurbanos

Camiones: Unidad simple para transporte de carga

Camin con Semirremolque o Remolque: unidad compuesta para transporte de carga

CLASIFICACION DE VEHCULOS

N de Vehculos

Vehculos Livianos

Locomocin Colectiva

Camiones

Camiones con Semirremolque o Remolque

2.2.4. Crecimiento Del Trnsito (TPDA Futuro)

Porque se debe determinar un TPDA futuro?

Cules son los mtodos que se usan para la determinacin del TPDA futuro?

Los mtodos que se usan son los siguientes:

Mtodo arietico

Mtodo geomtrico

Mtodo de Wappaus

2.2.4.1. ndice De Crecimiento

Para el ndice de crecimiento se determinara el promedio entre el ndice de crecimiento vehicular y poblacional.

ndice de crecimiento vehicular i = 3.7

ndice de crecimiento poblacional i = 1.02

a) mtodo aritmtico

b) Mtodo Geomtrico

c) Mtodo de Wappaus

El TPDAF es de Vehculos.

2.3. Vehculo Tipo

De qu manera influye las caractersticas del vehculo tipo en el diseo geomtrico dela carretera?

Las caractersticas del vehculo tipo en el diseo geomtrico influye en: El ancho de carril, en el sobre ancho de la calzada, en la pendiente longitudinal mxima, en la velocidad de proyecto en la distancia mnima de visibilidad. Frenado y sobrepaso

2.4. Determinacin Del Tipo De Terreno

Tabla N 1.

TIPO DE TERRENO

PENDIENTE

Plano

< 2% de pendiente media

Ondulado

2 4 % de pendiente media

Montaoso

> 4 % de pendiente media

Para determinar la pendiente media se calcula con las siguientes formulas

Donde:

Pendiente de segmento (%)

Diferencia de alturas entre puntos (m)

Longitud que une los puntos del segmento (m)

Pendiente media del terreno

Punto

Cota i

Cota f

Di

h

mi

mi*Di

1 a 2

2825

2840

109

15

13.761

1500

3 a 4

2835

2844

78

9

11.538

900

4 a 5

2844

2850

66

6

9.091

600

5 a 6

2850

2855

100

5

5.000

500

6 a 7

2855

2865

71

10

14.085

1000

8 a 9

2860

2865

110

5

4.545

500

10 a 11

2830

2835

81

5

6.173

500

12 a 13

2830

2840

101.5

10

9.852

1000

13 a 14

2840

2845

71

5

7.042

500

14 a 15

2845

2855

110

10

9.091

1000

15 a 16

2855

2861

70

6

8.571

600

16 a 17

2861

2870

127

9

7.087

900

SUMA

1094.5

9500

Corresponde a una Zona Montaosa

2.5. Categora De La Carretera

En funcin a que parmetros se determina la categora de la carretera?

La categora de la carretera se determina en funcin a los parmetros de TPDA (Transito Promedio Diario Anual), el VHD (Volumen Horario de Diseo), y la funcin que cumple la carretera.

TPDAF = 3046.86 > 1500

Tabla N 2.

CATEGORIA

SECCION TRANSVERSAL

CRITERIO DE DISEO

VELOSIDAD DE PROYECTO

(Km/hr)

N CARRILES

N CALZADAS

P.

O.

M.

AUTOPISTA

O

4 o + UD

2

TPDAF>15000

120

100

80

AUTORRUTA

IA

4 o +UD

2

TPDAF > 5000

100

90

80

PRIMARIO

IB

4 o +UD

2 BD

2(1)

1

TPDAF >1500

100

100

90

90

60

60

COLECTOR

II

4 o +UD

2 BD

2(1)

1

TPDAF > 700

100

100

80

80

45

45

LOCAL

III

2 BD

1

TPDAF > 300

90

70

40

DESARROLLO

IV

2 BD

1

TPDAF > 200

80

60

40

Corresponde a una categora IB (Primario)

2.6. Velocidad De Diseo

Tabla N 3

Categora

TPDA

Tipo De Terreno

Velocidad De Diseo

(Km/hr)

IB

> 1500

Plano

Ondulado

Montaoso

100

90

60

II

> 700

Plano

Ondulado

Montaoso

100

80

45

III

> 300

Plano

Ondulado

Montaoso

90

70

40

IV

> 200

Plano

Ondulado

Montaoso

80

60

40

La velocidad de diseo es de 60 Km/hr. Los parmetros que se usaron para determinar la velocidad son: el TPDA y el tipo de terreno

2.7. Capacidad Y Nivel De Servicio

En que se ve reflejado en la carreta el nivel de servicio?

El nivel de servicio se refleja en el tiempo de viaje, velocidad de viaje, libertad de maniobra, seguridad, costos de operacin y la comodidad que ofrece la carretera

2.8. Pendiente Longitudinal

Tabla N 4

CATEGORIA

SECCION TRANSVERSAL

VELOSIDAD DE PROYECTO

(Km/hr)

PENDIENTE

MAXIMA

%

N CARRILES

N CALZADAS

P.

O.

M.

AUTOPISTA

O

4 o + UD

2

120

100

80

3 5

AUTORRUTA

IA

4 o + UD

2

100

90

80

3 6

PRIMARIO

IB

4 o + UD

2 BD

2(1)

1

100

100

90

90

60

60

3 7

COLECTOR

II

4 o + UD

2 BD

2(1)

1

100

100

80

80

45

45

4 8

LOCAL

III

2 BD

1

90

70

40

6 8

DESARROLLO

IV

2 BD

1

80

60

00

7 10

La pendiente mxima para una Categora IB es de 7 %,

Como la altura del terreno es mayor a 1000 msnm la pendiente mxima se reducir en un 0.5 %

De qu depende la eleccin del valor de la pendiente longitudinal mnima?

La eleccin de la pendiente longitudinal mnima depende de las precipitaciones pluviales en la zona de proyecto, porque la pendiente longitudinal mnima tiene por particularidad asegurar un eficiente escurrimiento de las aguas superficiales sobre la calzada

2.9. Ancho De Carril

Cul es la funcin que cumple el ancho de carril en el diseo geomtrico de la carretera?

La funcin que cumple el ancho de carril en el diseo geomtrico de una carretera es de

Tabla N 5

Categora De La Carretera

Caractersticas

Velocidad Directriz

(km/hr)

Ancho De Carril

0

Doble Calzada

120 80

3.65 3.50

IA

Doble Calzada

120 70

3.65 3.50

IB

Calzada Simple

120 70

3.65 3.50

II

Calzada Simple

100 50

3.65 3.35

III

Calzada Simple

80 40

3.50 3.00

IV

Calzada Simple

80 30

3.35 3.00

2.10. Ancho De Berma

Cul es la funcin que cumple el ancho de berma en el diseo geomtrico de la carretera?

Tabla N 6

Categora De La Carretera

Caractersticas

Velocidad Directriz

(km/hr)

Ancho De

Bermas

0

Doble Calzada

120 80

3.50 3.00

IA

Doble Calzada

120 70

3.50 3.30

IB

Calzada Simple

120 70

3.00 2.50

II

Calzada Simple

100 50

3.00 2.00

III

Calzada Simple

80 40

3.00 1.00

IV

Calzada Simple

80 30

3.00 0.50

3. Trazado De Rutas Alternativas

Cul es el objetivo del trazado de rutas alternativas?

Qu es la lnea de pelo de tierra y cules son sus restricciones en el trazado?

Abertura de compas

Donde:

C = Espacio entre curvas de nivel

m = Pendiente (%)

E = Valor de la escala de plano

3.1. Evaluacin De Rutas

Alternativa 1:

Alternativa 2:

Alternativa 3:

3.2. Eleccin De Rutas

4. Peralte Mximo

Tabla N 4

CRITERIO DE APLICACION

e Max deseable

e Max Absoluto

- Zonas rurales con probabilidad de formacin de hielo o acumulacin de nieve sobre la calzada.

- Carreteras de Categora O y IA

- Zonas con desarrollo urbano y adyacente a la carretera

6%

6%

- Zonas llanas y onduladas sin probabilidad de formacin de hielo o acumulacin de nieva en calzada.

6%

8%

- Zonas montaosas sin probabilidad de formacin de hielo o acumulacin de nieve en la calzada.

8%

10%

El peralte mximo a utilizar ser de e = 10%

5. Bombeo

6. Radio Mnimo En Curvas Horizontales

Donde:

Rmin = Radio mnimo de curva horizontal.

Vd = Velocidad directriz (km/hr).

emax = Peralte mximo (m/m).

ft = Coeficiente de friccin transversal admisible entre neumticos y pavimento.

Tabla N 5 Coeficiente de friccin transversal admisible

V (km/m)

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

ft

0.18

0.17

0.16

0.15

0.15

0.14

0.213

0.13

0.12

0.11

El coeficiente de friccin transversal admisible para una velocidad diseo de 60 km/hr es de:

6.1. Grado De Curvatura

6.2. Radio De Diseo

El radio mnimo para para una categora IB es de 120 m.

El valor asumido es de 120 m

7. Distancia Mnima De Visibilidad Y Maniobras

7.1. Distancia Mnima De Frenado

Donde:

Vd = Velocidad de directriz (Km/hr)

t = 2.5 s; tiempo de percepcin y reaccin

i = Pendiente longitudinal mxima de proyecto (m/m)

fl = Coeficiente de friccin longitudinal admisible entre neumtico y pavimento

Tabla N6 Coeficiente de friccin longitudinal entre la rueda y el pavimento.

V (km/m)

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

fl

0.4

0.37

0.35

0.33

0.31

0.3

0.29

0.28

0.27

0.26

La distancia de frenado ser:

Vd = 60 km/hr

i = 6.5 %

fl = 0.33

7.2. Distancia De Visibilidad Para Maniobras

Vd = Velocidad de directriz (Km/hr)

fT = Coeficiente de friccin transversal

a = ancho de carril

7.3. Distancia Mnima Entre Curvas Horizontales

m = distancia del centro del carril interior a la obstruccin (m)

R = Radio del eje del carril interior (m)

do = Distancia de parada (m)

Rd = Radio de diseo de la curva horizontal (m)

dH = Distancia horizontal de visibilidad en la curva (m)

a = Ancho de carril (m)

7.4. Distancia De Visibilidad En Curvas Horizontales

Norma Mexicana

Vd = Velocidad de directriz (Km/hr)

t1 = 2.5 s; tiempo de percepcin y reaccin

S = Distancia de seguridad que realiza la maniobra y el vehculo a pasar

m = diferencia de velocidades

t2 = tiempo que tarda la maniobra

Distancia de adelantamiento segn la norma Mexicana

Norma Francesa

V(Km/hr)

65

80

100

J (km/hr/s)

2.75

2.3

2.35

Distancia de adelantamiento segn la norma Francesa.

Vd = 80 km/hr

J = 2.3 km/hr/s

Norma Espaola

Distancia de adelantamiento segn la norma Espaola

8. Calculo Y Trazado Del Alineamiento Horizontal

8.1. Trazado De La Lnea Definitiva

8.2. Curva Circular Simple.

8.2.1. Elementos De La Curva Circular Simple.

Curva circular simple 1

PI = 0+428.50

Calculo del Angulo de deflexin

Calculo de la tangente

Calculo de la flecha

Calculo de la externa

Calculo de la cuerda

Calculo de la longitud de la cuerda

Curva circular simple 2

PI = 1 + 068.669

Calculo del Angulo de deflexin

Calculo de la tangente

Calculo de la flecha

Calculo de la externa

Calculo de la cuerda

Calculo de la longitud de la cuerda

8.2.2. Replanteo De La Curva Circular Simple

8.3. Curva Circular Con Transicin

8.3.1. Criterios Para Evitar El Tipo De Curvas Con Transicin

Porque se usan curvas con transicin en el diseo de carretera?

8.3.2. Criterios Para Determinar La Longitud De Transicin.

Criterio de comodidad dinmica

Criterio de apariencia general

Criterio de la mxima pendiente

Criterio del guiado ptico

La longitud de transicin es ser de Le = 60m

8.3.3. Elementos De La Curva Con Transicin

La longitud total de la curva circular con transicin es de:

CALCULO DE LAS PROGRESIVAS

PI = 0 + 767.333

8.3.4. Replanteo De La Curva Con Transicin

Curva de transicin de entrada y salida

8.4. Sobreancho En Curvas

Qu funcin cumple el sobreancho en la carretera?

Donde:

w = Sobreanacho (m)

Rd = Radio de diseo (m)

E = Distancia entre eje delantero y centro de ejes traseros (m)

L1 = Vuelo delantero

V = Velocidad de diseo

8.4.1. Desarrollo De Sobreancho En Curvas Simple

Donde:

w = Sobreancho

Rd = Radio de Diseo (m)

a = Ancho de carril

= Angulo de Deflexin

Rw = Radio de Curvatura del alineamiento del sobre ancho respectivo (m)

Despl. = Desplazamiento del centro de curvatura para sobreancho respectivo (m)

8.4.2. Desarrollo De Sobreancho En Curvas Con Transicin

8.5. Desarrollo De Peraltes

Cul es la funcin que cumple el peralte en la carretera?

8.5.1. Desarrollo De Peraltes En Curvas Simples

Donde:

Lc = longitud de curva circular (m)

b = Inclinacin transversal del bobeo (%)

e = Inclinacin transversal del peralte (%)

8.5.2. Desarrollo De Peraltes En Curvas Con Transicin

9. Planilla

Grupo 20

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