DISEO DE VIAS MTODO INDIRECTO
CAMINOS II DISEO DE VIAS MTODO INDIRECTO
DISEO DE VIAS METODO INDIRECTO
Alumno:Edson Alan Sevilla CasaniJorge Chvez AnticonaDany
Barrientos FuertesCiclo:VIDocente:Fecha :27 de Setiembre del
2015
ContenidoINTRODUCCION3OBJETIVO DE LAS VIAS4ETAPAS DEL ESTUDIO DE
UNA CARRETERA4MTODOS PARA EL TRAZO DE UNA CARRETERA6COMPARACIN DE
LOS MTODOS7MTODO INDIRECTO O TOPOGRFICO.7RECOMENDACIONES7TRAZO DE
LNEA DE GRADIENTE8CALIFICACIN Y SELECCIN DE LA MEJOR
RUTA10RECOMENDACIONES PARA EL TRAZO DE LAS LNEAS DE
GRADIENTE11PERFIL LONGITUDINAL11ESTUDIO PRELIMINAR12DIBUJO DE
PERFIL LONGITUDINAL.12PROCESO DEL OBTENCIN DEL PERFIL
LONGITUDINAL12SECCIONES TRANSVERSALES13MEMORIA DE
CLCULO14Pendientes Mnimas14Pendientes Mximas14Pendientes Medias
para Ascenso y Descenso14Mtodo del comps:15Curvas
circulares16Resumen de datos Obtenidos16CONCLUSIONES20
INTRODUCCION
La localizacin de una ruta entre dos puntos, uno inicial y otro
terminal, establecidos como condicin previa, implica encontrar una
franja de terreno cuyas caractersticas topogrficas y factibilidad
de uso, permita asentar en ella una carretera de condiciones
operativas previamente determinadas.El procedimiento de localizacin
empieza tradicionalmente, con la determinacin de un trazado
tentativo mediante la sealizacin de una lnea de banderas a travs
del territorio, cuando ste es de topografa plana u ondulada,
siguiendo en lo posible la ruta ms directa entre los extremos
fijados para la carretera, con la condicin de ir salvando los
accidentes naturales y las edificaciones o instalaciones que
revistan un carcter relativamente intangible por su importancia. En
los puntos de inflexin de la poligonal que se va formando, se
sealiza el trazado con algn elemento, tal como una bandera que
permite identificar el recorrido seguido.Cuando el territorio es
accidentado, el trazo resulta controlado por las inclinaciones del
terreno. En estos casos, adems de la necesidad de salvar los
accidentes importantes, el trazo se enfrenta a la necesidad de
salvar la diferencia de alturas en los tramos en que se requiere
ascender o descender para pasar por puntos obligados de la
ruta.Para estos casos, se traza en el terreno una "lnea de
gradiente". Se trata de un alineamiento de direccin variable que
tiene la particularidad de ascender o descender el terreno, con una
pendiente constante para el tramo, elegida o calculada previamente
en razn a dos parmetros principales: la altura por salvar y la
pendiente mxima promedio, aceptable para la carretera. La pendiente
seleccionada deber estar algunos puntos por debajo de esa pendiente
mxima, como criterio previsor dado que hay que asegurar que en el
trazo definitivo se requiere no sobrepasar las pendientes mximas
permitidas.En la actualidad, adems de los mtodos tradicionales,
para la localizacin de una ruta, se emplean la fotografa area y la
modelacin digital del terreno, as como los modelos de elevaciones.
En estos casos siempre es necesario un reconocimiento detallado
previo, de lo contrario se requerirn grandes franjas con
recubrimiento aerofotogrfico y extensos modelos
OBJETIVO DE LAS VIAS
Soluciona necesidades econmicas de una regin, sirve de enlace de
toda una zona, sirve para intercambiar productos y materias primas,
es decir permite transformar a la zona econmica y
socialmente.ETAPAS DEL ESTUDIO DE UNA CARRETERA
Las etapas parta realizar un buen estudio de una carretera
son:1. Estudio Socio Econmico.2. Estudio de Planeacin.3. Estudio de
Reconocimiento de Rutas.4. Estudio de Diseo.5. Construccin de la
Va
1. ESTUDIO SOCIO ECONMICO. Toda carretera para poder ser diseada
y construida, debe tener una justificacin, donde est comprendida la
Justificacin Econmica. Siendo esta justificacin subdividida en
Justificacin para el Desarrollo Econmico de la zona como la
Justificacin de Inversin Econmica; la primera es la que se realiza
mediante encuestas a fin de poder determinar la produccin que se
pretende intercambiar con otras zonas donde ya existe una carretera
y la segunda es la realiza el Ministerio de Transportes y
Comunicaciones, mediante la Oficina de la Direccin General de
Transporte Terrestre, Divisin de Ingeniera, entidad que otorga la
normalizacin y categorizacin. 2. EL PLANEAMIENTO DE UNA VA. Toda
carretera soluciona necesidades econmicas de una regin, sirve de
enlace de toda una zona, sirve para intercambiar productos y
materias primas, es decir permite transformar a la zona econmica y
socialmente. Por eso que la carretera forma una zona de influencia;
esta zona de influencia est afectada por la topografa de la regin y
sus caractersticas. Por lo que, cuando se estudia la posibilidad de
construccin de una Va, se debe pensar que esta va es una inversin a
largo plazo en consecuencia la concepcin de esta va debe estar
relacionada con la solucin de problemas futuros. Por lo general se
disea una va para solucionar el problema del transporte de unos 20,
25 30 aos, de acuerdo al estudio socioeconmico.
3. RECONOCIMIENTO DE LAS RUTAS. El reconocimiento es el estudio
ms importante de una carretera, debido a que de acuerdo al
reconocimiento de las rutas (mnimo 03), y luego de elegir la ms
favorable, se toma la decision sobre la ubicacin del eje de la va y
por consiguiente la facilidad o dificultad de la utilizacin de los
parmetros de diseo, como velocidad directriz, radios de las curvas,
peraltes, etc. En esta etapa se determina los puntos obligados de
paso.Los mapas y cartas que sirven de informacin para el Estudio:
Mapa del Per 1/1000,000 redactados a base de la Carta Nacional
Carta Nacional 1/ 200,000 Carta Nacional 1/100,000 Diagramas viales
Mapas viales Carta de aproximacin Aeronuticas de la Fuerza Area de
USA 1/1000,000.Reconocimiento de un plano a curvas de nivel. Cuando
el Estudio es del tipo Topogrfico, esto quiere decir que se lo
realiza en un Plano a Curvas de Nivel las que deben tener una
equidistancia de 2 metros.4. ESTUDIO DE DISEO. En el Estudio del
Diseo, comprende la ubicacin del eje de la va, teniendo en cuenta
los parmetros de diseo, es decir se disea el eje de la va de
acuerdo a las Normas Peruanas de Carreteras (NPDC).Tiene dos
partes: El Estudio Preliminar o Anteproyecto. Se realiza luego de
elegir la mejor ruta, en esta etapa se ubica la poligonal de
estudio que contiene al eje de la carretera. EL Estudio Definitivo.
En esta etapa del Estudio, se define definitivamente, el eje de la
va, la que es la lnea central de la va formada por alineamientos y
curvas o tramo recto o tangente y tramo curvo. El eje se traza
teniendo como base la lnea poligonal determinada en el Estudio
Preliminar.En general, todo estudio de carreteras, comprende: Se
realiza el Reconocimiento de las Rutas (mnimo 03) Se determina la
mejor ruta Se traza la poligonal. Se realiza el Estudio Definitivo,
utilizando los Parmetros de Diseo (Velocidad Directriz, Radio de
Curvas, Pendientes, Peraltes, Rampas de Peralte, etc.) a fin de
obtener los planos en Planta, Perfiles Longitudinales y Secciones
Transversales.
5. CONSTRUCCIN DE LA VA. La construccin es materializacin de una
concepcin vial, es la etapa que en definitiva vendr a poner a
prueba el arte el ingenio y la tcnica que el Ingeniero haya
desarrollado durante el estudio y diseo.
MTODOS PARA EL TRAZO DE UNA CARRETERA
Para trazar un camino o carretera, existe 2 mtodos fundamnteles:
Mtodo Directo Mtodo Indirecto o Topogrfico Mtodo combinadoEl
trazado de una carretera consiste bsicamente en unir alineamientos
rectos y alineamientos curvos que vienen el eje de la carretera.1.
Mtodo Directo: el mtodo directo consiste en realizar los diferentes
trabajos para el trazo de una carretera directamente en el terreno
por donde pasar sta. Se trazaran los alineamientos rectos y curvos,
buscando la configuracin apropiada del terreno.Para el efecto del
trazador se ubica en las partes altas del terreno para dominar la
zona en estudio. Este mtodo se usa cuando la carretera no tiene
mucha importancia y es muy ventajosa cuando el terreno es muy
despejado; pero cuando el terreno es accidentado, los resultados no
son muy halagadores.2. Mtodo Indirecto o Topogrfico: Este mtodo
consiste en documentarse de grficas, planos, fotografas areas,
referencia de los lugareos, etc.; para despus hacer el estudio de
esta zona en un plano topogrfico, con curvas de nivel de una
equidistancia de 2.0 m. (mxima) y a una escala de 1/2000.El
Instituto Geogrfico Nacional, actualmente est encargado de la
elaboracin de la carta nacional.
COMPARACIN DE LOS MTODOS
MTODO INDIRECTO O TOPOGRFICO.
a) Estudio Preliminar: Consiste en plantear la poligonal
preliminar, estimndose con mucha ms aproximacin la longitud de la
carretera y si fuera posible estimar los volmenes del movimiento de
tierras.b) Estudio Definitivo: Llamado tambin proyecto de gabinete
y su propsito es acomodar el trazo en detalle, tanto como fuera
posible, a la topografa del terreno y dentro de la normas
establecidasCorrectamente debe definirse: El eje del plano
altimtrico, secciones transversales, determinacin de los volmenes
de corte y relleno, diseo de abras de este, determinaciones de
especificaciones tcnicas, cartas de construccin y programacin.c)
Trazo Definitivo: Por lo cual se transfiere el proyecto planteado
en gabinete al campo.RECOMENDACIONES
Es el examen general, rpido y crtico del terreno por el que a de
atravesar la carretera. Comprende, a su propsito: Descubrir si
tiene una ubicacin prctica entre las puntas extremas. Precisar los
parmetros de diseo en funcin. Tipo de carretera planteado Topografa
de la zona. Establecer las puntos obligados de paso definiendo las
pautas positivos de control (zona para los puentes, como abras,
comunidades, zonas posibles de aprovechamiento agrcola pecuario,
forestal industrial o mineralgico) (eventualmente de estrategia
geopoltica) Trazo de lneas de gradiente de rutas o alternativos de
trazo. Evaluacin reeleccin de las rutas y luego dibujo de ellas
(planta y perfil)Conexamente se abra tenido una idea de la longitud
de la carretera, tipo y nmero de las obras de arte, nmero de curvas
de vuelta, un estimado del costo de construccin y si la carretera
tuviera la posibilidad de generar otros beneficios, precisarlas
estas por ejemplo: fines tursticos, apertura de fronteras agrcolas
o colonizaciones.Definido el tipo de carretera y a la vista del
plano topogrfico se revisaran los parmetros de diseo para que
seguidamente ejecutar el trazo de alternativas.TRAZO DE LNEA DE
GRADIENTE
Material a usar: Plano topogrfico: Perfectamente a escala 1/2000
con equidistancia de curvas de nivel dos metros; puede usarse
tambin si faltare el plano anterior, planos a 1/5000 con E = 5 m.,
o a 1/2500 con E = 25 m., o incluso 1/50 con E = 50 m. Comps.
Escalmetro o regla centimetrada Calculadora, lpiz, borrador y papel
para calcular. Es muy aconsejable que se encuentren cuente con un
plano geolgico.PROCESO1. Definir los puntos inicial, puntos
positivos de control (por donde debe pasar la carretera), los
puntos negativos de carreteras (por donde no debe pasar la
carretera, punto final).2. Para cada dos puntos de control ms
inmediatos determine sus cartas y la longitud de vuelo entre ellas
(distancia recta), con estos valores calculamos la pendiente para
la siguiente formula.3. Si la definicin de la abertura de comps se
ejecuta as: Si tenemos un plano topogrfico consecuentemente
conocemos su escala: 1/k y tambin la equidistancia entre curvas de
nivel: E , si deseamos trazar una lnea de gradiente con pendiente
i, entonces: por definicin de pendiente tenemos: Como quiera que el
plano est representando el terreno, para su relieve, mediante
curvas de nivel a equidistancia e al trazar lneas de gradiente
bajaremos o subiremos E consecuentemente tendramos:
4. Si ahora debemos tomar la longitud L a una escala 1/k la
longitud de abertura de comps (l) ser:
Habindose definido la abertura del comps se procede a tratar de
unir los puntos en referencia, pudindose dar los siguientes casos:
Que se logre unirlas Que no se logre unirlas, en este caso
tendremos que abrir o cerrar la abertura del comps, en procesos
alternativos hasta que logremos unir los puntos, logrando unir los
puntos tendremos que recalcular el i para dicha abertura de comps.
As sucesivamente abra de procederse para los otros puntos hasta
lograr los puntos finales sin descuidar las estipulaciones que
fijan la NPDC. Para la pendiente.CALIFICACIN Y SELECCIN DE LA MEJOR
RUTA
Se formula un cuadro comparativo de las caractersticas
fundamentales de las rutas trazadas, las caractersticas o trazo
son: longitud, pendiente, medida y mxima, longitud de puentes,
nmero de alcantarillas, nmero de curvas de vuelta, badenes,
comunidades que se logran unir u otras caractersticas que nos darn
mayor y mejor elementos de juicio en el proceso de
calificacin.Entre los mtodos para calificar y dar:1. Mtodo de las
pesas absolutas2. Mtodo de las pesas relativas.
1. Mtodo de las Pesos Absolutos Este mtodo es bastante sencillo
pues consiste en calificar con el guarismo 1 a la caracterstica o
factor: lo ms econmico, lo ms cmodo, lo ms seguro, y lo de mayor
beneficio social; con 2 a lo regular y con el guarismo 3 a lo ms
antieconmico, lo menos cmodo, lo menos seguro, y es de menos
beneficio social.
Lo ms econmico, lo ms cmodo, lo ms seguro. Lo regular e
intermedio. Lo antieconmico, lo incmodo, lo menos seguro.
2. Mtodo de las Pesos Relativos Este mtodo es semejante al de
los pesos absolutos, pero con la condicin que se toma como base el
ms favorable, luego por regla de tres se obtiene el peso de los
otras caractersticas,
RECOMENDACIONES PARA EL TRAZO DE LAS LNEAS DE GRADIENTE
No es muy adecuado tomar las pendientes lmites sino un valor
ligeramente menor ya que en los estudios posteriores probablemente
haya reduccin de longitud lo que conllevara a que suba la pendiente
y si habramos usado, los valores extremos lgicamente. Para las
pendientes mximas pueden tomarse una holgura 0.5 %; para la i media
la holgura puede 0.3, 0.2 %. Al trazar los compasados no salteamos
ni repetir curvas de nivel. Es adecuado saber relacionar la
ubicacin para las curvas de volteo. No es muy apropiado exagerar el
nmero de los cambios de las pendientes. Tener cuidado en los
clculos ni en el manejo de las escalas. En el dibujo del plano en
planta en los puntos de cambio de pendiente se ubicara la i que se
modifica por medio de una flechita y el correspondiente
guarismoPERFIL LONGITUDINAL
El dibujo se hace a diferente escala, la escala longitudinal
(E.H.) es ms reducida que la escala vertical. (E.V.) En la parte
inferior se indican mediante flechas la longitud y i de cada tramo
con el correspondientemente valor de las guarismos.ESTUDIO
PRELIMINAR
Despus de haber hecho en la etapa de estudio del trazado un
reconocimiento de cada una de las rutas seleccionadas, y luego de
hacer una evaluacin de cada una de las alternativas y seleccionar
la que rena mejores condiciones se llega a la etapa del estudio
preliminar o anteproyecto donde se debe fijar en los planos la lnea
que represente la ruta seleccionada y para tal fin hay que realizar
un estudio topogrfico de la misma a travs de una poligonal
base.DIBUJO DE PERFIL LONGITUDINAL.
Este se hace en papel milimetrado, en escalas 1:1000 horizontal
y 1:100 vertical, o 1:2000 horizontal y 1:200 vertical. Esta
relacin de escala facilita la visualizacin de los datos del
perfil.En estos planos se dibujar el perfil natural del terreno
deducido de las curvas de nivel de la planimetra, indicando todos
los detalles importantes de la topografa del terreno, quiebres del
mismo, quebradas, ros, rumbos obligados, etc.
PROCESO DEL OBTENCIN DEL PERFIL LONGITUDINAL
1. Regular al estacamiento en la poligonal (Se tomara distancias
iguales pudiendo tomarse 50 100 a escala). Cuando se ha llegado a
complementar un kilmetro con una lnea perpendicular.2. Determinar
la cota para cada estaca, esto se realiza as, sea:
SECCIONES TRANSVERSALES
Para obtener las secciones transversales en un trazo topogrfico,
se debe seguir los siguientes pasos:
1. En el plano en planta, donde se tiene ya el trazo horizontal
con lo que se haba obtenido un conjunto de pasos ordenados que
pueden ser trasladados a un dibujo a escala, dicho dibujo es la
forma del terreno en sentido perpendicular al eje, para lo cual
resulta muy ventajoso llevar el siguiente registro.2. En el papel
milimetrado a escala 1/200, tanto horizontal como vertical, se
lleva los datos a fin de ubicar cada uno de los puntos de las
secciones transversales y luego de graficarlos, unirlos con
segmentos de recta. Es sumamente ventajoso que las lneas de
centmetros (lneas gruesas) del papel milimetrado sean tomadas para
representar niveles o alturas pares.3. En cada seccin transversal
se ubica la cota de la rasante o sub-rasante.4. Con la ayuda de una
plantilla, la que previamente se habr diseado y dibujado la
plataforma de la carretera con sus correspondientes taludes de
corte y/o relleno en forma abierta, se procede a dibujar la caja
del siguiente modo. Se desliza la plantilla por debajo de la lmina
de las secciones transversales, debiendo hacer coincidir la cota de
rasante (o sub-rasante) que se seala en el plano con el centro de
la plataforma que corresponde ubicar (sea corte completo, o relleno
completo o media ladera), segn como se haya encontrado el nivel de
la rasante o sub-rasante respecto del nivel del terreno de la
estaca en estudio. Luego se calca el dibujo de la caja
correspondiente.5. Se anota las cotas de la rasante en el plano
para cada una de las estacas, tal como se detalla en el ejemplo que
se adjunta.6. Se obtiene las reas de corte y/o relleno, anotando
sus valores tambin en el plano.MEMORIA DE CLCULO
Pendientes Mnimas
En los tramos en corte generalmente se evitar el empleo de
pendientes menores de 0,5%.Podr hacerse uso de rasantes
horizontales en los casos en que las cunetas adyacentes puedan ser
dotadas de la pendiente necesaria para garantizar el drenaje y la
calzada cuente con un bombeo superior a 2%.Pendientes Mximas
PENDIENTES MAXIMAS
Altura (msnm)1 y 2 Clase %3 y 4 Clase
0-100067
1000-20005.66.5
2000-30005.26
3000-40004.85.5
4000 a mas4.45
Pendientes Medias para Ascenso y DescensoEs una pendiente
promedio y se obtiene por:
PENDIENTES MEDIAS
Altura (msnm)1 y 2 Clase %3 y 4 Clase
0-10004.65.0
1000-20004.24.6
2000-30003.84.2
3000-40003.43.8
4000 a mas3.03.0
Mtodo del comps:
Con este mtodo, podemos calcular la abertura de nuestro compas
en funcin a la escala del plano, pendiente y desnivel; hacemos
nuestra tabla de valores dando valores a nuestra pendiente para una
equidistancia de E= 2 mts. Y una escala de 1:2000Pendiente
%Abertura e
110.00 cm.
205.00 cm.
303.33 cm.
402.50 cm.
502.00 cm.
6.201.61 cm.
701.41 cm.
Equidistancia (E) = 2 ESCALA DEL PLANO (K) =2000 PENDIENTE ( i )
Abertura del comps.
Longitud del terreno real.
Curvas circulares
Las curvas horizontales circulares simples son arcos de
circunferencia de un solo radio que unen dos tangentes
consecutivas, conformando la proyeccin horizontal de las curvas
reales o espaciales.
Resumen de datos Obtenidos
Distancia Parcial Curva a curvaCota anterior
0+000.322.40.2548604860.25
0+202.823.81.4736842148584859.47
0+400.423.70.2162162248604860.22
0+601.8240.948604860.90
0+803.82100.7648624862.76
0+1003.828.20.9268292748644864.93
0+1203.926.11.2786885248664867.28
0+1401.525.80.5172413848684868.52
0+1602.125.30.7924528348684868.79
0+180325.81.0344827648684869.03
0+2003.925.71.3684210548684869.37
0+22010210.51.904761948684869.90
0+2401250.448704870.40
0+26010213.21.5151515248704871.52
0+28014214.51.9310344848704871.93
0+3004.52110.8181818248724872.82
0+320122161.548724873.50
0+340024048744874.00
0+36011212.51.7648724873.76
0+3809212.51.4448724873.44
0+4008212.51.2848724873.28
0+42010212.51.648724873.60
0+440112121.8333333348724873.83
0+46012120.1666666748744874.17
0+4807214148744875.00
0+50032180.3333333348764876.33
0+52012120.1666666748784878.17
0+5402280.548804880.50
0+560132221.1818181848804881.18
0+58062250.4848824882.48
0+60042310.2580645248844884.26
0+6206233.50.3582089648864886.36
0+640102111.8181818248864887.82
0+66022100.448884888.40
0+68042100.848884888.80
0+7001260.3333333348904890.33
0+720828248904892.00
0+740326148904891.00
0+760372471.5744680948924893.57
0+780472661.4242424248924893.42
0+80042300.2666666748944894.27
0+820722801.848944895.80
0+84042280.2857142948964896.29
0+860332361.8333333348964897.83
0+88015.52261.1923076948984899.19
0+90019222.51.6888888948984899.69
0+92042100.848984898.80
0+94042100.848984898.80
0+960429.50.8421052648984898.84
0+9803.82110.6909090948984898.69
0+10008.5211.51.4782608748964897.48
0+10201.52110.2727272748964896.27
0+10405.5211.20.9821428648944894.98
0+10609.72101.9448924893.94
0+10804.728.51.1058823548924893.11
0+11001290.2222222248924892.22
0+112010.52111.9090909148904891.91
0+114032100.648924892.60
0+1160112141.5714285748924893.57
0+11806212148944895.00
0+120092161.12548944895.13
0+122082141.1428571448944895.14
0+124018218248924894.00
0+126062160.7548924892.75
0+12800.1217.70.0112994448924892.01
0+130017217.51.9428571448904891.94
0+1320152261.1538461548904891.15
0+134032270.2222222248904890.22
0+1360172261.3076923148884889.31
0+138062280.4285714348884888.43
0+1400252281.7857142948864887.79
0+1420162281.1428571448864887.14
0+144092200.948864886.90
0+1460102191.0526315848864887.05
0+148092260.6923076948864886.69
0+1500132280.9285714348844884.93
0+152052320.312548844884.31
0+1540262291.7931034548824883.79
0+1560132300.8666666748824882.87
0+1580282321.7548804881.75
0+160092360.548804880.50
0+16202521100.4545454548804879.55
0+16402921220.4754098448784878.48
0+1660452511.7647058848764877.76
0+16808921101.6181818248764877.62
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CONCLUSIONES
CAMINOS II20
