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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
15
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