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CAPÍTULO 1:
INTRODUCCIÓN AL DISEÑO GEOMÉTRICO DE CAMINOS
CAMINO:
• por el hombre para dotarla de características y condiciones adecuadas para la circulación de
vehículos, principalmente automotores.
• Algunas de sus características son invisibles ara el usuario rado de com actación
capacidad soporte, etc), y otras visibles (anchos de calzada y banquinas, curvaturas,pendientes, etc).
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CAMINO:
ELEMENTOS QUE COMPONENUN CAMINO:
• Obra básica: terraplenes, desmontes, alcantarillas y otras obras de arte menores, alambrados, barandas dedefensa, defensas contra la erosión, etc.
• Pavimento: superficie acondicionada para la circulación
de los vehículos, con capas inferiores que le sirven desoporte.• Estructuras : puentes y viaductos, túneles, cobertizos,
muros de sostenimiento, etc.• ar os : se a zac n or zon a y ver ca , um nac n,
forestación, áreas de recreación y servicios,señalamiento luminoso (semaforización), teléfono deauxilio, playas y estaciones de peaje y pesaje, etc.
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ELEMENTOS DEL CAMINO: PUENTE
PERFIL TRANSVERSAL TÍPICO (1)
• CALZADA: Zona destinada a la circulación de losvehículos. Cuando es pavimentada, tiene especialescon c ones e res s enc a, ura a ,impermeabilidad, fricción, etc.
• CARRIL Ó TROCHA: Faja de la calzada destinada a la
circulación, en un sentido, de una única fila devehículos. El ancho de la calzada es igual a la suma delos anchos de los carriles que la componen.
• BANQUINA: Franja adyacente a la calzada destinada al
detenidos, para usos de emergencia, como soportelateral de la calzada, etc.
• CORONAMIENTO: Comprende a la calzada y lasbanquinas.
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PERFIL TRANSVERSAL TÍPICO (2)• TALUD: Costado de la explanación. También se lo
denomina talud de terraplén.
• CUNETAS : Canales longitudinales de desagüe. Si el producto de su excavación se utiliza en la obra(construcción de terraplenes) también se los llama préstamos.
• CONTRATALUD: Talud de corte. Puede incluir bermas.
• ZONA DE CAMINO: Franja total ocupada. En nuestro país es común materializar sus límites con alambrados.
PERFIL TRANSVERSAL TÍPICOCAMINO DE UNA CALZADA BIDIRECCIONAL
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PERFIL CAMINO BIDIRECCIONAL CON
CARRIL AUXILIAR DE ADELANTAMIENTO OASCENSO DE CAMIONES
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PERFIL TRANSVERSAL TÍPICOAUTOPISTA RURAL
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CLASIFICACIÓN FUNCIONALDE LAS CARRETERAS
LA CLASIFICACIÓN FUNCIONAL AGRUPA CALLES Y CARRETERAS DE ACUERDO CON EL CARÁCTER DELSERVICIO QUE VAN A PROVEER.
CATEGORÍAS FUNCIONALES: - ARTERIALES - COLECTORAS - LOCALES
Estas categorías pueden presentar a su vez subdivisiones,y adquieren distinta concepción según se trate de zonasrurales ó urbanas.
MOVILIDAD Y ACCESIBILIDAD
La clasificación funcional de las carreteras y calles tiene en cuenta especialmente dos aspectos:
• MOVILIDAD
• ACCESIBILIDAD (acceso a los frentistas)
La primer función es típica de las vías arteriales,mientras ue el acceso a la tierra lo es de las rutas ó
calles locales.
La velocidad directriz será mayor para las arteriales que para los caminos colectores y calles locales.
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RELACIÓN ENTRE FUNCIONALIDAD YMOVILIDAD-ACCESIBILIDAD
NUEVA NORMA DE DISEÑOGEOMÉTRICO DE COLOMBIA (2000)
n esta gu a, as carreteras se han clasificado en: troncales ó primarias,secundarias y terc ar as.
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NUEVA NORMA DE DISEÑOGEOMÉTRICO DE CHILE (2002)
CATEGORIA DEL CAMINO TMDA TÍPICO ALAÑO INICIAL
TERRENO VELOCIDAD DEPROYECTO (km/h)
llano a ond. medio 120AUTOPISTAS >10000
ondulado fuerte 100
montañoso 80
AUTORRUTAS >8000 llano a ond. fuerte 100-90
montañoso 80
CARRETERASPRIMARIAS
>3000llano a ond. fuerte 100-90
montañoso 80
llano a ond. medio 80
ondulado fuerte 70
CAMINOSCOLECTORES >300
montañoso 60
llano a ond. medio 70
CAMINOSLOCALES
Tránsito y composiciónvariable
ondulado fuerte 60
montañoso 50-40
CAMINOS DEDESARROLLO
Tránsito y composiciónvariable
favorable 50-40
dificil 30
ESQUEMA FUNCIONAL EN UNARED DE CALLES SUBURBANAS
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ESQUEMA DE UNA RED DE RUTASRURALES CLASIFICADA FUNCIONALMENTE
Dado que no es práctico dar conexiones de líneas directas para cada
nea e eseo, os v a es e en cana zarse so re una re e cam noslimitada. Los movimientos de viaje más cargados son servidosdirectamente; los movimientos más pequeños son canalizados entrayectorias indirectas.En este esquema, también se ve que la jerarquía funcional estárelacionada con la jerarquía de distancias de viajes servidos por la red.
EJEMPLO: LA AUTOPISTAACCESO NORTE A BUENOS AIRES
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EJEMPLO: LA AUTOPISTAACCESO NORTE A BUENOS AIRES
CLASIFICACIÓN DE ACUERDOAL NÚMERO DE CALZADAS
• Carreteras de calzadas separadas: Son las que tienen calzadas diferenciadas para cada sentido de
circulación, con una separación física entre ambas.No se considera como separación física la
constituida exclusivamente por marcas viales sobre el pavimento.El caso más típico es el de la autopista rural de dos carriles por sentido.
• Carreteras de calzada única: Son las que tienen una sola calzada para ambos sentidos de circulación, sin separación física, independientemente del número de carriles. A esta categoría corresponde la mayor longitud de caminos de la red vial de un país
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CLASIFICACIÓN SEGÚN
EL ENTORNO URBANÍSTICOCarreteras urbanas :
Se le dará esta calificación si cumple con alguna de las
condiciones siguientes:• Atraviesa un área clasificada como urbana por el
planeamiento urbanístico,• Se pueden prever circulaciones con características
urbanas en intensidad apreciable,• Existen infraestructuras asociadas a la carretera y
preparadas para uso peatonal ó del transporte colectivo:
veredas, semáforos peatonales, carriles exclusivos paracolectivos, etc.
Carreteras interurbanas :Son las no incluidas en el apartado anterior
CARRETERA EN ENTORNO RURAL
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CARRETERA EN ENTORNO RURAL
CARRETERA EN ENTORNO URBANO
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CLASIFICACIÓN DE LA D.N.V. 67SEGUN TRÁNSITO Y TOPOGRAFÍA
CATEGORIA DEL CAMINO TRANSITO DIARIO DE DISEÑO TOPOGRAFÍA VELOCIDAD DIRECTRIZ (km/h)
ESPECIAL >15000 LLANURA 130
ONDULADA 110
I 5000 a 15000 LLANURA 130
ONDULADA 110
MONTAÑOSA 80
II 1500 a 5000 LLANURA 120
ONDULADA 100
MONTAÑOSA 70
III 500 a 1500 LLANURA 110
ONDULADA 80
MONTAÑOSA 60
IV 150 a 500 LLANURA 100
ONDULADA 70
MONTAÑOSA 40
V <150 LLANURA 90
ONDULADA 50
MONTAÑOSA 30
PLANILLA Nº1 DNV 67
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PLANILLA Nº1 DNV 67
(DETALLE)
SECCIÓN TRANSVERSAL [Atlas]
ACTUALIZACIÓN NORMAS Dº Gº DNV 2010 (9)
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ETAPAS DEL DESARROLLO VIAL
• Planificación ó planeamiento: se identifican proyectos paracubrir necesidades, estudiar alternativas, efectuar las justificaciones económicas (tipo Costo/Beneficio), establecer
.
• Proyecto: se elabora la documentación (planos, memoria y presupuesto) que definen la obra y posibilitarán su posterior ejecución.
• Mantenimiento: se realizan trabajos de rutina (limpieza dedesagües, conservación de banquinas, bacheos, corte de pasto, reposición de carteles, etc), y otros periódicos de mayor envergadura (recapados, demarcación horizontal, etc).
TIPOS DE PROYECTO DEMEJORAMIENTO VIAL
• Construcción nueva: Obras nuevas donde actualmente no existe nada de su tipo.
- , .• Reconstrucción ó remodelación total:
Cuando deben realizarse cambios importantes en un camino
existente, dentro del mismo corredor ó zona de camino. Por ejemplo: duplicación de calzada por falta de capacidad.• Repavimentación ó rehabilitación:
Incluyen repavimentaciones, reparaciones en el pavimento,ensanc es menores e ca za a y anqu nas, cam osmenores en curvas horizontales ó rasante, reparación de puentes, etc.
• Mantenimiento: Comprende obras como: repintado de líneas de carril y borde, limpieza de alcantarillas y otras obras de desagüe,corte de pasto, sellado de fisuras.
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FASES DE UN PROYECTO EJECUTIVO• Recopilación de antecedentes: se obtienen todos los datos
disponibles de la zona donde se va a ubicar el proyecto• Trazado tentativo: sobre la cartografía disponible se indican
algunos trazados tentativos, a partir de puntos de pasoo ga os y usan o o a a n ormac n recop a a.
• Reconocimiento de campo : inspección de los corredoresmarcados en gabinete, para verificar los datos quedisponemos y analizar las bondades e inconvenientes de lostrazados tentativos.
• Trazado preliminar: se realiza el relevamiento topográfico, por métodos terrestres (topografía convencional) ó aéreos.
, ,especialistas hidráulico, etc. El resultado de esta etapa debeser una poligonal ó “línea de bandera”.
• Estudio definitivo y Proyecto : adoptado el trazado preliminar como definitivo, se completa el relevamiento planialtimétrico de detalle, relevamiento de propietarios y usosde la tierra, y se materializa la traza.
PARTICULARIDADES DEL TRAZADOSEGÚN LA TOPOGRAFÍA DE LA ZONA
• En llanura , la técnica de trazado es relativamente
sencilla: se traza la poligonal del eje del proyecto y suslados se acuerdan con las curvas horizontales.
• En terreno montañoso la técnica correcta es al revés: primero, sobre el MDT con curvas de nivel (en papel o pantalla) se ubican las curvas circulares con ayuda de
lantillas físicas o virtuales, se de a entre ellas or lo
menos la separación mínima requerida por las curvas detransición, y luego se trazan las tangentes a lascircunferencias de radio R más el p individual (curva-tangente).
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PARTICULARIDADES DEL TRAZADO
EN ZONA MONTAÑOSATÉCNICA CLAVE PARA UN BUEN TRAZADO TÉCNICO EN MONTAÑA
TRAZADO TENTATIVO (MONTAÑA 1)
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TRAZADO TENTATIVO (MONTAÑA 2)
TRAZADO EN MONTAÑA
• Desarrollo de distancias mediante revueltas
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RN52 Jujuy – Cuesta de Lipán
TRAZADO TENTATIVO (LLANURA)
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TRAZADO PRELIMINAR
UN PROYECTO EJECUTIVO PARA LADIRECCIÓN NACIONAL DE VIALIDAD
El proceso de un Proyecto Ejecutivo para la DNV y para lasDPV normalmente está constituido por las siguientes etapas:
• Eta a reliminar: se realizan los estudios de trazado preliminar, hasta la elección de una traza tentativa, sobre laque se realiza el relevamiento topográfico.
• Anteproyecto : se completa la topografía de detalle, se ajustael trazado en planta y se presenta una rasante tentativa. Serealizan los estudios de suelos de traza.
• Proyecto: se confeccionan las planialtimetrías definitivas, los perfiles transversales de proyecto, desagües, cálculo de
es ruc uras, o ras comp emen ar as se a zac n, um nac n,etc) cómputos métricos, especificaciones técnicas, etc.
• Pliego y Edición : armado del Pliego (de condicionesadministrativas y especificaciones técnicas) con el que sellamará a Licitación. Edición de 15 ó 30 juegos de ese Pliego para que la administración lo entregue a los oferentes.
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NORMAS DE DISEÑO GEOMETRICOLas Normas pueden ser precisas, detalladas y de rigurosocumplimiento; ó generales, razonadas y con amplio margen para la labor creativa.Las Normas de Diseño Geométrico de la Dirección
.analizan y razonan los distintos temas, se fundamentan lassoluciones recomendadas y se deja un amplio margen parala decisión del proyectista.
Hay dos versiones, más una Actualización en proceso:• “Normas de diseño geométrico de caminos rurales”.
. .• “Normas de Diseño de Carreteras. Adaptación y Ampliación de las Normas de Diseño del Ing. F. Ruhle”,de la Dirección Nacional de Vialidad (Año 1980).
• “Actualización de las Normas de Diseño Geométrico DNV 2010”
Fuentes NDGDNV 67 - RÜHLE
Cap.Palazzo - Vías de Comunicación 1942 IIEscario - Caminos 1949 IIBarnett - Tablas Curvas con Transiciones 1954 II
42
AASHO - ro zu 1954 y 1965 , ,R. Coquand - Routes 1956 IIPIARC - Informes Congresos 1959, 1964 IIIViguria - Tablas Curvas Verticales 1960 IIJones - Carreteras modernas 1963 IIPushkarev - Estética vial 1964 IIIHCM - HRB 1965 I
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Fuentes NDGDNV 80 = 67 + C4-8
Cap.HRB SR 81 - Highway Guardrail – Leisch 1964 VIAASHO - Libro Azul 1965 IV, VAASHO - Libro Amarillo 1967 VI
43
AASHO - Adenda SSD 1971AASHTO - Libro Amarillo 1974 VISHD Mississippi - Design Manual 1976 IV, VAASHTO - Guía de Barreras 1977 VIDOT Florida - Road Design Manual 1978 IV, VFHWA - Handbook of Highway Safety Design 1978 VII, VIII
Cronología FUENTES – 1954-80
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Cronología FUENTES – 1980-2010y Algunas Normas Recientes
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ACTUALIZACIÓN 2010 DE LAS NORMASDE DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA D.N.V
1967/80La Actualización se basa en:
SEGURIDAD Y OPERACIÓN DEL TRÁNSITO LOSELEMENTOS VISIBLES DEL CAMINO
Tiene en cuenta:• El COMPORTAMIENTO DEL CONDUCTOR, LOS ADELANTOS
TECNOLOGÍCOS Y LA FLEXIBILIDAD DE DISEÑO (Sensibilidad al entorno natural y artificial)
Título:• NORMAS Y RECOMENDACIONES DE DISEÑO GEOMÉTRICO
Y SEGURIDAD VIAL• INSTRUCCIONES GENERALES DE ESTUDIOS Y
PROYECTOS, A) OBRAS BÁSICAS
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ANTECEDENTESEVOLUCIÓN DE CRITERIOS Y HERRAMIENTAS
DEL Dº Gº (1)Desde la invención del automóvil Distanc ia v isua l de detenc ión [C3] Ancho y cond ic ión de ca lzada y banquinas [C3]
40/50’s Veloc idad d i rect r iz [C2], VD (máxima segura )
Seguridad = f (equilibrio dinámico en curvas)Peso + Centrífuga = ft + e)
Tablas de Barnett (curvas horizontales con transiciones) y de Viguria (curvasverticales)
Problemas : Poca sensibilidad a rectas y sección transversal; Dominio de diseño.VD = Velocidad máxima segura es una buena conjetura, no avalada siempre
4747
por la realidad, en la cual se mide la eficiencia de las medidas de Dº Gº segúnel concepto de Segur idad Sustant iva [C1] (reducción del número demuertos, número y gravedad de heridos, y costos de daños materiales), y nosegún la Segur idad Nominal [C1], para la cual con sólo cumplir las normaso creencias populares, el camino es seguro de transitar.
ANTECEDENTESEVOLUCIÓN DE CRITERIOS Y HERRAMIENTAS
DEL Dº Gº (2)60’s Zona despejada [C3] = f (factor humano), Ing. Ken Stonex EUA
Coherencia de d iseño 1 [C3], Seguridad = f ( ΔCurvatura media;expectativas y comodidad conductor) Criterios de Hans Lorenz (Autobahn alemanas).
Gráf ico de curvat ura [C3].
NDGDNV’67 3 Capítulos; vigentes en 2011.En las Normas VN67 están incluidos los principios deCoord inac ión p lan ia l t imét r ica [C3].
4848
par c n e as aran as e e ensa como panacea eseguridad, en reemplazo de los pretiles de hormigón armado.
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ANTECEDENTES
EVOLUCIÓN DE CRITERIOS Y HERRAMIENTASDEL Dº Gº (3)
70’s Adenda Mod elo AASHTO DVD [C3] → calzada húmeda + factor humano
(operación nocturna). Valores mínimos absolutos y deseables80’s Cr i ter io de Le isch [C3]; Seguridad = f ( ΔVD Curvas sucesivas ≤ 10 mph)
NDGDNV’80 5 Capítulos agregados a NDG DNV’67 vigentes en 2011;intersecciones, distribuidores, dispositivos de contención, iluminación,geometría de alcantarillas…
Difusión de PC, r o r am a s vi al es , mane o de randes bases de datos de
4949
alineamientos, velocidades, tránsito, accidentesNewton → Poisson, Bayes (equ i l ib r io d inámico + estadís t ic a) ; modelos
matemáticos obtenidos por regresión que relacionan la ve loc idad rea l [C2] (índice del comportamiento de los conductores) con la cu rva tu ra media (Cm) [C3] del alineamiento horizontal.
ANTECEDENTESEVOLUCIÓN DE CRITERIOS Y HERRAMIENTAS
DEL Dº Gº (4)90’s Velocidad de operación VO en flujo libre = mejor índice del
La curvatura horizontal es mayor condicionante geométrico de la VO.
Velocidad de operac ión VO85 [C2] VO en condiciones ideales:
flujo libre, automóviles, calzada húmeda.Coherencia de d iseño 2 [C3] VO85 ≈ VDSi VO85 ≠ VD → Incoherencia de diseño (según rangos) →
concentración accidentes; puntos negros.Cr i te ri os de Se u r idad C3 Lamm otros :
5050
Seguridad = f1 (VD - VO85); f2 (VO85i – VO85i+1)Rangos de diseño geométrico: Bueno, Tolerable (Regular), Pobre
(Malo)
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ANTECEDENTES
EVOLUCIÓN DE CRITERIOS Y HERRAMIENTASDEL Dº Gº (5)Rotondas modernas [C5] : revalorización mundial por beneficios de
seguridad, capacidad, costo, estética.
F lexib i l idad de d iseño [C1] (DSC). Diseño sensible a valores culturales,históricos, sociales, ambientales
Pavimentac ión parcia l o to t a l de banquinas [C3]; a igualdad decostos mucho mejor que ensancharlas.
Admin is t rac ión acc eso a p rop iedad [C2]; mayor seguridad, fluidez de tránsito, capacidad, de los caminos arteriales
90-11’s
5151
Desarrol lo de progra mas I HSDM, HSM [C3] Glennon, Leisch, Zeeger, Hauer, Krammes, … establecen el principio básico
unánimemente aceptado y adoptado del nuevo concepto (filosofía, paradigma) del diseño geométrico:
Diseñar teniendo en cuenta el comportamiento del conductor normal, yno para que el conductor se comporte como el proyectista quiere…
ACTUALIZACIÓN NORMAS Dº Gº DNV 2010 (6)SEGURIDAD EN LA CALZADA Y SUS COSTADOS [C7a]
Tratamiento de Obstáculos en CDC- Remover - Eliminar- Relocalizar- e uc r sever a acer rang e- Redirigir / Proteger mediante barreras o amortiguadores de impacto- Delinear o Señalizar
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ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS[4 Tomos + Atlas]
ACTUALIZACIÓN NORMAS Dº Gº DNV 2010 (7)
CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓNCAPÍTULO 2 CONTROLES DE DISEÑOCAPÍTULO 3 DISEÑO GEOMÉTRICO
CAPÍTULO 4 AUTOPISTASCAPÍTULO 5 INTERSECCIONESCAPÍTULO 6 DISTRIBUIDORES
53
ACTUALIZACION NORMAS Dº Gº DNV 2010 (8)ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS[4 Tomos + Atlas]
CAPÍTULO 7 SEGURIDAD EN LACALZADA Y SUS COSTADOS
CAPÍTULO 8 DISEÑOS ESPECIALES
CAPÍTULO 9 TRAZADOCAPÍTULO 10 INSTRUCCIONESGENERALES
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ACTUALIZACIÓN NORMAS Dº Gº DNV 2010 (9)ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS[4 Tomos + Atlas]
55
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
• Normas de Diseño Geométrico de Carreteras. Ing. F. Ruhle. DirecciónNacional de Vialidad. Año 1967.
• Adaptación y Ampliación de las Normas de Diseño del Ing. F. Ruhle.D.N.V. Año 1980.
• Trazado y Diseño Geométrico de Caminos Rurales. Ing. Francisco
Sierra. Escuela de Graduados de Ingeniería de Caminos. Facultad deIngeniería. U.B.A.
• A Policy on Geometric Design of Highways and Streets. AASHTO 1994,
2001, 2004.• Roadside Design Guide. AASHTO 1989, 2002, 2004.• Instrucción de Carreteras. Norma 3.1-IC Trazado. Dirección General de
Carreteras. Ministerio de Fomento. España. Año 1996-2000.• Carreteras. J. Carciente. Edición 1980.• Carreteras Urbanas. Recomendaciones para su planeamiento y
proyecto. Dirección General de Carreteras. MOPT. España. Año 1992.• Ley 24449 - Tránsito y Seguridad Vial • Manual for Assessing Safety Hardware, de AASHTO, Año 2010 • Highway Safety Manual, AASHTO, Año 2010 • Manuales y Normas de Diseño de Chile (2002), Colombia (1999)