UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

ESTÁTICA

VÍAS

PROFESOR:

ING. CIRO ALAVA

GRUPO:1

INTEGRANTES:

GUERRINI CARDONA SABRINAGUZHÑAY PERALTA JOHN MACIAS PEÑAFIEL LADYROMERO CASTILLO CARLOS

¿QUÉ ES LA INGENIERÍA CIVIL?

Es la disciplina que fundamentada en el conocimiento de las ciencias matemáticas,

naturales y sociales, adquirido a través del estudio, de la práctica y de la experiencia,

permita diseñar y construir obras de infraestructura para beneficio del ser humano,

mediante la transformación racional, creativa y económica de los recursos, lo que permitirá

a la nación elevar la calidad de vida del ciudadano ecuatoriano manteniendo y preservando

el medio ambiente.

INTRODUCCIÓN

HistoriaSe cree que los primeros caminos fueron creados a partir del paso de los animales, aunque esto está puesto en duda ya que los animales no suelen recorrer los mismos caminos. Una de las grandes impulsoras de la evolución vial fue la civilización romana, dejando hasta hoy (y aún en buenas condiciones) una vasta red de carreteras.

Vías Las "vías terrestres" son obras de infraestructura de transporte, como son por ejemplo: carreteras, autopistas, o autovías, puentes, túneles y vías férreas, y sus obras de cruce y empalmes.

Los beneficios socioeconómicos proporcionados por las vías terrestres incluyen la confiabilidad bajo todas las condiciones climáticas, la reducción de los costos de transporte, el mayor acceso a los mercados para los cultivos y productos locales, el acceso a nuevos centros de empleo, la contratación de trabajadores locales en obras en sí, el mayor acceso a la atención médica y otros servicios sociales y el fortalecimiento de las economías locales.

Andar es una necesidad fundamental en la especie humana y andamos para comunicarnos, para aprender, para conocer todo lo que hay más allá de nuestro entorno cercano. La especie humana necesita comunicarse para sobrevivir.

Para facilitar esta comunicación están las infraestructuras de transporte: caminos, carreteras y autopistas. A través de estos medios es como se unen los pueblos y se transfieren culturas.

Carreteras Una carretera es una vía de dominio y uso público, proyectada y construida fundamentalmente para la circulación de vehículos automóviles. Existen diversos tipos de carreteras, aunque coloquialmente se usa el término carretera para definir a la carretera convencional que puede estar conectada, a través de accesos, a las propiedades colindantes, diferenciándolas de otro tipo de carreteras, las autovías y autopistas, que no pueden tener pasos y cruces al mismo nivel. Las carreteras se distinguen de un simple camino porque están especialmente concebidas para la circulación de vehículos de transporte.

En las áreas urbanas las carreteras divergen a través de la ciudad y se les llama calles teniendo un papel doble como vía de acceso y ruta. 1 La economía y la sociedad dependen fuertemente de unas carreteras eficientes. En la Unión Europea el 44% de todos los productos son movidos por camiones y el 85% de los viajeros se mueven en autobús o en coche.

¿QUÉ ES UNA VÍA?Una vía pública es cualquier espacio de dominio común por donde transitan los peatones o circulan los vehículos. Las vías públicas se rigen por la normativa internacional, nacional y local en su construcción, denominación, uso y limitaciones; con el objetivo de preservar unos derechos esenciales (a la vida, a la salud, a la libertad, a la propiedad, a transitar, etc.). A diferencia de las vías privadas, que las regulan sus dueños, tanto en sus características como accesibilidad.

2.2 PARTES DE LA VÍA

Plataforma: Zona de la carretera dedicada al uso de vehículos, formada por calzada y arcenes.

Calzada: Parte central de la vía dispuesta para la circulación de vehículos. Se compone de un cierto número de carriles.

Carril: Banda longitudinal en que puede estar subdividida la calzada, delimitada o no por marcas viales longitudinales, siempre que tenga un anchura suficiente para permitir la circulación de una fila de automóviles que no sean motocicletas.

Arcén o Berma: Franja longitudinal afirmada contigua a la calzada, no dedicada al uso de vehículos automóviles, más que en circunstancias excepcionales.

Como norma general está prohibido circular por la berma, también está prohibido parar o estacionar en su parte transitable.

Como excepción, los vehículos de menos de 3500kg deberán circular por la berma cuando por emergencia no alcancen la velocidad mínima permitida, en vías fuera del poblado

Mediana: Franja longitudinal de terreno situada entre dos plataformas. No destinada a circulación.

CLASIFICACIÓN DE LAS VÍAS

Las vías se clasifican en función de los carriles que la componen, las distintas calzadas, si tienen o no cruces al mismo nivel o el tipo de tráfico que soportan. Los gobiernos suelen tener un departamento que se encarga de numerar y catalogar las carreteras de su territorio.

Clasificación de acuerdo a su uso:

Primer Orden: También llamada carretera Principal, son aquellas vías troncales de alto tráfico que conectan poblaciones importantes.

Segundo Orden: También llamadas carreteras Secundarias, se caracterizan por ser de menor tránsito y conectan poblaciones medias.

Tercer Orden: También llamadas carreteras Terciarias, estas comunican Municipios y son de menor tránsito.

Clasificación por su transitabilidad

La clasificación por su transitabilidad corresponde a las etapas de construcción de las carreteras y se divide en:

Terracerías: cuando se ha construido una sección de proyecto hasta su nivel de subrasante transitable en tiempo de secas.

Revestida: cuando sobre la subrasante se ha colocado ya una o varias capas de material granular y es transitable en todo tiempo.

Pavimentada: cuando sobre la subrasante se ha construido ya totalmente el pavimento.

Clasificación administrativa

Por el aspecto administrativo las carreteras se clasifican en:

Federales: cuando son costeadas íntegramente por la federación y se encuentran por lo tanto a su cargo.

Estatales: cuando son construidos por el sistema de cooperación a razón del 50% aportados por el estado donde se construye y el 50% por la federación. Estos caminos quedan a cargo delas antes llamadas juntas locales de caminos.

Vecinales o rurales: cuando son construidos por la cooperación de los vecinos beneficiados pagando estos un tercio de su valor, otro tercio lo aporta la federación y el tercio restante el estado. Su construcción y conservación se hace por intermedio de las antes llamadas juntas locales de caminos y ahora sistema de caminos.

De cuota: las cuales quedan algunas a cargo de la dependencia oficial descentralizada denominada Caminos y Puentes Federales de Ingresos y Servicios y Conexos y otras como las autopistas o carreteras

TIPOS DE LAS VÍAS

Cada tipo de vía pública tiene unas características específicas reguladas por ley, que

determina su localización, accesibilidad y uso.

Según su localización:

Dentro del poblado:

Travesía: parte de una carretera que discurre dentro del casco de una población,

salvo las que tengan una alternativa viaria o variante a la cual tiene acceso.

Urbana: Son todas las vías dentro de una población, menos la de travesía.

Fuera del poblado:

Interurbana: vía que comunica directamente núcleos de población, es decir está situada

fuera de poblado.

Rural: vía en el campo.

Carretera: Vía publica pavimentada situada fuera del poblado, salvo las de travesía.

Fuera del poblado podemos encontrar las siguientes vías:

Autopistas: carreteras especialmente proyectadas, construidas y señalizadas como tales para la exclusiva circulación de automóviles que contienen las siguientes características:

No tener acceso a las mismas las propiedades colindantes No cruzar a nivel ninguna otra vía de comunicación o servidumbre de paso

alguna. Constar de distintas calzadas para cada sentido de circulación separadas

entre sí.

Autovías: son las carreteras que, no reuniendo todos los requisitos de las autopistas, tienen calzadas separadas para cada sentido de circulación y limitación de accesos a las propiedades colindantes.

Vías rápidas: son las carreteras de una sola calzada y con limitación total de accesos a las propiedades colindantes.

Carreteras convencionales: las que no reúnen las características propias de las autopistas, autovías y vías rápidas.

SISTEMA VIAL

Se entiende por sistema vial, la red de vías de comunicación terrestre, construidas por el hombre, para facilitar la circulación de vehículos y personas.

Está constituido por el conjunto de caminos, rutas, autopistas, calles y sus obras complementarias (puentes, alcantarillas, obras de señalización, de iluminación, etc.).

Junto a la red ferroviaria, se nuclean las arterias vitales de un país. Es el símbolo que traduce el progreso de una nación, y de ella depende, en gran parte, el crecimiento socioeconómico. La comunicación es el elemento esencial para el desarrollo y la unión de los pueblos. Es a través del sistema vial de un país, junto a otros sistemas, que mejorarán sus condiciones sociales, económicas, culturales, turísticas e integrativas.

El camino "es la faja de terreno acondicionada por el hombre para la circulación de vehículos, que conecta diversos puntos geográficos, y ha sido concebido para transitar por él sin dificultades, con comodidad, rapidez y seguridad".

    Al camino, como concepto genérico, se lo clasifica en rural y urbano, de acuerdo con la zona en que se encuentre y según sus características de construcción y la función que cumple se lo clasifica en:

Calles: Son las vías de circulación por excelencia, propias de las ciudades y conglomerados urbanos. Pueden ser pavimentadas o adoquinadas .La calle está dividida en dos partes: la del centro, es la calzada; la de ambos costados, constituye las aceras o veredas. La calzada es la parte de la calle destinada exclusivamente a la circulación de vehículos. Su ancho no supera generalmente los tres carriles. Las condiciones ideales de la calzada son: que sea pavimentada, demarcada horizontal y verticalmente, y que la visibilidad en las intersecciones sea correcta. Las aceras son las partes de la calle destinadas a la circulación de los peatones. Son las franjas contiguas a las propiedades. Por una cuestión de seguridad, es necesario que se mantengan en buen estado de conservación e iluminación.

Avenidas: Son calles urbanas de mayor porte, pavimentadas y de tránsito preferencial. Tienen un mínimo de tres carriles y deben estar demarcadas horizontal

y verticalmente. Se debe evitar el tránsito de vehículos de carga y transporte, para lograr una velocidad uniforme. Es recomendable el uso de sistemas de semáforos. Las avenidas, generalmente, tienen doble sentido de circulación.

Rutas: También llamadas carreteras. Son caminos pavimentados destinados al tránsito intenso de vehículos. Pueden ser: nacionales, provinciales o vecinales, según conecten localidades interprovinciales, provinciales o vecinas. Son propiedad de la nación o de las provincias, según cada caso.La circulación en las rutas es siempre de doble sentido. Deben contar con banquinas de 1,80 metros, con demarcaciones horizontales y verticales. Lo ideal es que las rutas no atraviesen las ciudades, ya que se incrementa el peligro y falta de seguridad por el tránsito veloz, que circula por ellas. Como este ideal en la realidad no se cumple, se deben extremar las medidas de precaución en las zonas urbanizadas a los costados de las rutas y realizar una adecuada señalización y control de velocidad.

Caminos:  

Caminos de tierra: constituidos por suelos naturales, aptos para un tránsito de hasta cien vehículos por día.

Caminos mejorados: formados por suelos naturales con agregado de materiales calcáreos, graníticos, betunes, etc., que le dan mayor estabilidad. Son aptos para el tránsito de hasta quinientos vehículos por día.

Caminos pavimentados: resisten grandes cargas e intenso tránsito. Pueden ser rígidos o flexibles. Los rígidos son construidos a base de hormigón y los flexibles, a base de cemento o ligante asfáltico bituminoso.

Un sistema vial está compuesto por:

Vías Expresas: Grandes volúmenes y movimientos rápidos. Ámbito metropolitano y regional. Sin accesos directos e intercambios viales.

Vías Arteriales: Contribuyen para el movimiento de viajes entre vías expresas y colectoras. Ámbito metropolitano, mínimo numero de accesos directos, intersecciones a nivel y semaforizadas.

Vías Colectoras: Contribuyen para el movimiento de viajes entre vías arteriales y locales. Ámbito metropolitano y local, acceso directo a la propiedad, intersecciones a nivel y semaforizadas.

Vías Locales: Contribuyen para el movimiento de flujos dentro de las áreas de actividad cuyo rol es la integración entre la vía y la propiedad. Ámbito local, acceso directo a la propiedad, intersección a nivel, las velocidades del movimiento son desestimadas.

DISEÑO GEOMERICO DE UNA VIA

La geometría de una carretera queda determinada en las 3 direcciones del espacio y queda fijada mediante 3 planos:

La planta donde se fijan las alineaciones horizontales El perfil longitudinal donde se fijan las alineaciones verticales El perfil transversal donde se fijan los peraltes, el bombeo y la inclinación

transversal de la rasante.

Distancia de parada

Un conductor debe de ser capaz de ver una distancia por delante suficiente como para poder frenar en caso de encontrar un obstáculo. La distancia de parada de un vehículo es igual a3

Siendo V la velocidad en km/h, t_p el tiempo de percepción y reacción (2 s), fl el coeficiente de rozamiento longitudinal rueda-pavimento, i la inclinación de la rasante en tanto por uno y DP la distancia de parada en metros. En el diseño geométrico de carreteras debe asegurarse en todo el punto del trazado que vea esta cantidad de metros por delante de él, lo que implica despejar el terreno, alisar los cambios de rasante y cuidar la visibilidad en curvas.

Diseño en planta:

Tipos de alineaciones horizontales

Alineaciones rectas muy prolongadas o seguidas de curvas muy pronunciadas pueden generar accidentes.

Las alineaciones horizontales o alineaciones en planta (visto desde el punto de vista superior) son de tres tipos:

La alineación recta: Es una línea recta. Es la alineación más deseada, con buena visibilidad e ideal para carreteras que requieren amplios tramos de adelantamiento. A pesar de esto se ha demostrado que los conductores tienden a perder la concentración en tramos muy largos por lo que tienen que ser combinadas con otros tipos de alineaciones. La normativa española4 impone una limitación máxima para la longitud de las rectas que equivale a la longitud que recorre un vehículo a la velocidad máxima de la carretera durante 60 segundos, y una longitud mínima de recta de 10 segundos.

La alineación curva o circular: Las curvas de una carretera son circulares o sectores de circunferencia. Cuanto mayor sea el radio mayor será la velocidad que puedan alcanzar los vehículos al paso por curva.

La alineación de transición: la clotoide es la curva que va variando de radio según avanzamos de longitud. Las clotoides se intercalan entre las alineaciones rectas y las alineaciones curvas para permitir una transición gradual de curvatura. Todos los vehículos desarrollan una clotoide cuando van girando su eje director disminuyendo o aumentando la curvatura que describen. Las clotoides también permiten cambiar el peralte en su recorrido lo que posibilita que los vehículos no tengan que frenar antes de entrar en una curva.

Diseño en vertical

Las alineaciones verticales son de dos tipos:

Alineaciones rectas verticales

Acuerdos verticales que son parábolas que unen alineaciones rectas. La razón de usar parábolas es que son las curvas de acuerdo que permiten una mayor visibilidad según se avanza en la carretera. Los acuerdos verticales son de dos tipos:

Acuerdos convexos: Aquellos cuyo punto más elevado se encuentra en el centro. Se estudia para permitir que el vehículo tenga siempre visibilidad de una distancia por delante de él que le permita frenar con seguridad. En carreteras de grandes velocidades estos acuerdos deben permitir visualizar un obstáculo a centenares de metros.

Acuerdos cóncavos: Aquellos con la cavidad en el centro.7 Sus dimensiones y características se estudian para que permita una correcta visibilidad en condiciones nocturnas.

Características de los acuerdos verticales

Los acuerdos verticales vienen definidos por dos parámetros (y uno tercero dependiente):

θ: Que es la diferencia de inclinación entre las dos alineaciones rectas que unen el acuerdo. (tanto por uno)Kv: Que es el radio de la circunferencia osculatriz a la parábola. (m)L: Siendo la longitud total del acuerdo (m)

Diseño transversal

Peraltes

Curva en una carretera. El peralte sería la inclinación transversal de la vía que hace que el arcén izquierdo quedé más alto que el arcén derecho.

El peralte es la inclinación transversal de la vía en las curvas. Se construye para compensar la fuerza centrífuga (que haría que el vehículo se saliera de la calzada) con la fuerza del peso sobre la rasante de la curva. La fórmula que se emplea para hallar el peralte sería:

Siendo V la velocidad de proyecto en km/h, R el radio en metros, f_t el coeficiente de rozamiento transversal (que varía entre 0,180 a 40km/h y 0,087 a 120 km/h) y p la inclinación del peralte en %. Por razones de seguridad el peralte está limitado según el país. En España el peralte está limitado al 8% en autopistas y a 7% en carreteras de una calzada.

Mantenimiento

Al igual que cualquier estructura las carreteras requieren mantenimiento. El deterioro es producido principalmente por el paso de vehículos, aunque también se ven afectadas por las condiciones meteorológicas: lluvia, expansión térmica y oxidación. De acuerdo a los experimentos realizados en la década de los 50, llamados AASHO Road Test, está empíricamente demostrado que el desgaste producido en el pavimento es proporcional al peso soportado por los ejes elevado a la cuarta potencia.12 En España el peso máximo está limitado a 10 toneladas por eje,13 el de un automóvil puede rondar la tonelada por eje, entonces la afectación del camión sería aproximadamente 6.000 veces mayor que la del automóvil. Por esta razón en el diseño de firmes se utiliza como dato de entrada la intensidad de tráfico pesado y se desprecia el tráfico ligero.

CARRETERAS DE ECUADOR

El conjunto de carreteras y caminos de Ecuador se conoce como la Red Vial Nacional. La Red Vial Nacional comprende el conjunto de caminos de propiedad pública sujetos a la normatividad y marco institucional vigente. La Red Vial Nacional está integrada por la Red Vial Estatal (vías primarias y vías secundarias), la Red Vial Provincial (vías terciarias), y la Red Vial Cantonal (caminos vecinales).

Red Vial Estatal

La Red Vial Estatal está constituida por todas las vías administradas por el Ministerio de Transporte y Obras Públicas (anteriormente Ministerio de Obras Públicas y Comunicaciones) como única entidad responsable del manejo y control, conforme a normas del Decreto Ejecutivo 860, publicado en el Registro Oficial No. 186 del 18 de octubre de 2000 y la Ley Especial de Descentralización del Estado y de Participación Social.

La Red Vial Estatal está integrada por las vías primarias y secundarias. El conjunto de vías primarias y secundarias son los caminos principales que registran el mayor tráfico vehicular, intercomunican a las capitales de provincia, cabeceras de cantón, los puertos de frontera internacional con o sin aduana y los grandes y medianos centros de actividad económica. La longitud total de la Red Vial Estatal (incluyendo vías primarias y secundarias) es de aproximadamente 820 km de carretera

Red Vial Provincial

La Red Vial Provincial es el conjunto de vías administradas por cada uno de los Consejos Provinciales. Esta red está integrada por las vías terciarias y caminos vecinales. Las vías terciarias conectan cabeceras de parroquias y zonas de producción con los caminos de la Red Vial Nacional y caminos vecinales, de un reducido tráfico.

Red Vial Cantonal

La Red Vial Cantonal es el conjunto de vías urbanas e interparroquiales administradas por cada uno de los Consejos Municipales. Esta red está integrada por las vías terciarias y caminos vecinales. Las vías terciarias conectan cabeceras de parroquias y zonas de producción con los caminos de la Red Vial Nacional y caminos vecinales, de un reducido tráfico

RED VIAL DE ECUADOR

Principales características físicas de la red vial

Se define como red vial estatal al conjunto de caminos de propiedad pública sujetos a la normatividad y marco institucional vigente. Está integrado por las redes primaria y secundaria, que se la ha denominado red nacional; más las redes terciaria y vecinal, denominada provincial.

El conjunto de vías primarias y secundarias son los caminos principales que registran el mayor tráfico vehicular, intercomunican a las capitales de provincia, cabeceras de cantón, los puertos de frontera internacional con o sin aduana y los grandes y medianos centros de actividad económica.

La red provincial está compuesta de caminos terciarios, que conectan cabeceras de parroquias y zonas de producción con los caminos de la red nacional y caminos vecinales, de un reducido tráfico.

CUADRO No 1

RED VIAL NACIONAL SEGUN CATEGORIA DE CAMINOCLASIFICACION DE CAMINOS LONGITUD KM. % TOTAL DE LA REDCAMINOS PRIMARIOS 5.608.84 12.98CAMINOS SECUNDARIOS 3.876.42 8.97CAMINOS TERCIARIOS 11.105.93 25.71CAMINOS VECINALES 22.153.98 51.29CAMINOS LOCALES 452.20 1.05TOTAL 43.197.37 100.0

Sistema vial estatal

Sin los caminos locales, la longitud total de la red se aproxima a los 42.800 km, la mayor extensión se encuentra en la Sierra, la región interandina del País, una de las cuatro en las que se divide el Ecuador.El 12 % de la red vial total está pavimentada y el 57% con superficie de rodadura afirmada; entre ambos aseguran la movilización continua durante todo el año entre las regiones del país; sin embargo, algo más de la cuarta parte de la red son caminos de tierra, presentan condiciones precarias; la mayor parte pertenece a caminos terciarios y vecinales.

Red Terciaria y VecinalSe ha agrupado los caminos de las dos clases por cuanto su diferencia es casi cualitativa, ya que por definición son aquellos que vinculan zonas de producción a centros poblados con los caminos primarias o secundarios. Los caminos vecinales, puede entenderse que son las vías de apertura de la frontera agrícola y no es significativa la diferencia debido a la clase de camino, sino más bien por otras características, en especial, la superficie de rodadura y su ancho.

Capa de Rodadura.

Es una de las características directamente relacionada con el nivel de servicio vial. El nivel de menos a más de la superficie de rodadura va desde tierra, afirmado y pavimentado; cada una, a su vez, comprende determinado tipo de acabado de la superficie.

La estructura elemental del camino para uso vehicular es que la calzada sea de tierra simple, durante la época lluviosa no es transitable; el siguiente nivel corresponde a calzada de tierra mejorada, que cuenta con recubrimiento que escurre el agua hacia los lados para evitar la formación de lodo, puede ser transitable todo el año.

El siguiente nivel tiene dos características: sub-base, cuando el camino tiene cunetas y recubrimiento de piedra o grava, la segunda aumenta la calidad estructural, pues tiene base compactada; ambos tipos de caminos son transitables todo el año y están diseñados para soportar un tráfico superior a 100 vehículos por día.

La estructura vial del nivel superior, corresponde a caminos pavimentados; la capa de rodadura va desde el tratamiento en término simple, doble tratamiento, asfalto, de menos a más de 8 cm. de espesor hasta de hormigón.

Según lo descrito no necesariamente todos los caminos deben ser pavimentados, un requisito debe ser la frecuencia de tránsito, en particular, de vehículos pesados para que su diseño tenga un determinado tipo de capa de rodadura; de modo similar, el camino de mínima condición corresponde al de tierra mejorada, para un tráfico promedio anual de hasta 50 vehículos por día.

Ancho de la capa de rodadura.

La segunda característica estructural corresponde al ancho de superficie de rodadura, en la red vial del Ecuador, cerca del 70 % son caminos de hasta 5 m. de ancho, factor que dificulta el paso continuo de vehículos pesados en doble sentido. Debe chequearse con la debida prioridad el indicador de Tráfico Promedio Diario Anual (TPDA) para decidir la ampliación del ancho de la superficie de rodadura. 

CONCLUSIONES

Las vías son de vital importancia para el desarrollo de cada país, ya que andar es una necesidad de la especia humana, tener unas buenas carreteras influye en la atracción del turismo ya que ayudan a llegar a todas partes del país.

RECOMENACIONES

La persona que diseñe una vía debe tener conocimientos de topografía avanzada, manejar los software como autocad y civilcad, y los equipos necesarios tales como: teodolito, nivel y estación total.

Realiza previos estudios del terreno y las necesidades del lugar donde se va a construir a carretera.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.wikivia.org/wikivia/index.php/Tipos_de_v%C3%ADa http://es.slideshare.net/kevinvargas0717/diseo-de-vias http://es.slideshare.net/j_perezv/tipos-de-vas http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADa_p%C3%BAblica http://mural.uv.es/amancre/Html/La%20v%EDa%20p%FAblica.htm