Ing. Oscar Fredy Alva Villacorta Villacorta Docente de la Facultad de Ingeniería Civil
TEMA
Ing. Oscar Fredy Alva Villacorta Villacorta Docente de la Facultad de Ingeniería Civil
CAPITULO III TEMA
Generalidades
5 La coordinación entre la alineación en planta y la alineación en perfil es necesaria para que el efecto tridimensional de superponer un perfil a una planta resulte seguro y c mo o para a con ucci n. Una correcta coordinación entre ambas realidades del diseño geométrico aumenta la visibilidad a lo largo de la vía, así como la armonía del conjunto, de forma que el trazado esté exento de sorpresas, y por tanto, resulte más seguro para los conductores.
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5 Los trazados en planta y perfil de una carretera deberán estar coordinados de forma que el usuario pueda circular por ella de manera cómoda y segura. Concretamente, se evitará que se produzcan pérdidas de trazado, definida ésta como el efecto que sucede cuando el conductor puede ver, en un determinado instante, dos tramos de carretera, pero no puede ver otro situado entre los dos anteriores.
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5 Para conseguir una adecuada coordinación de los trazados, para todo tipo de carretera, se tendrán en cuenta las siguientes condiciones: 1) Los Los punto puntos s de tang tangenc encia ia de de toda toda cur curv va ver erti tica ca , en en coi coinc ncii en enci cia a con con una una cur curv va horizontal, estarán situados dentro de la clotoide en planta y lo más próximos al punto de radio infinito. En general los puntos de inflexión en planta y perfil deben aproximadamente coincidir y ser iguales en cantidad a lo largo de un tramo.
Donde:
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5 2) Se deb deberá erá cum cumpl plir ir la si sigui guient ente e rel relaci ación: ón:
5A ≤
L ≤ 10 A R
Donde: L A R
= Longitud de la curva vertical (m) = Valor absoluto de la diferencia algebraica de las pendientes (tanto por uno) = Radio de la curva circular en planta (m)
Donde:
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5 3) En car carret reter eras as con vel veloci ocidad dad igua iguall o meno menorr que que sesenta Kilómetros Kilómetros por hora (60 Kph) y en carreteras de características reducidas, se cumplirá siempre que sea posible la condición:
L=
p
Donde: P L A R
= Peralte correspondiente a la cu curva circular = Longitud de la curva vertical (m) = Valor absoluto de la diferencia algebraica de las pendientes (tanto por uno) = Radio de la curva circular en planta (m)
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5 Para todo tipo de carretera se evitarán las siguientes situaciones:
Alineación única en planta (recta o curva) que contenga un acuerdo vertical cóncavo o un acuerdo vertical convexo cortos
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5
Curva Vertical convexa en coincidencia con un punto de inflexión en planta
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5
Tangente en planta con curvas convexa y cóncava consecutivas.
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5
Tangente seguida de curva en planta en correspondencia con curvas convexa y cóncava
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5
Alineación curva, de desarrollo corto, que contenga una curva cóncava corta.
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5
Conjunto de alineaciones en planta en que se puedan percibir dos curvas verticales cóncavas o dos curvas verticales convexas simultáneamente.
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5 Además de las condiciones anteriores, en carreteras de calzadas separadas y vías rápidas se evitará:
Curva cóncava en coincidencia con un punto de inflexión en planta.
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5
Curva vertical corta entre pendientes largas dentro de una misma alineación en planta.
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5
Rasantes uniformes entre curvas verticales consecutivos del mismo signo (cóncavos o convexos) dentro de una misma alineación en planta.
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Curvas en planta cortas dentro de una curva vertical larga.
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5 Elementos del Alineamiento Espacial Los elementos del alineamiento espacial son los del trazado en planta y elevación, cuando ellos se superponen y unen a las características transversales de la carretera se construye una visión tridimensional de la misma.
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5 Elementos del Alineamiento Espacial La ejecución de tales esquemas para la totalidad de un trazado no es siempre factible ni indispensable. En la mayoría de los casos basta con respetar las normas consignadas para evitar efectos contraproducentes para la seguridad y la estética de la vía.
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5 Imagen en perspectiva y guía óptica La principal imagen que tiene el conductor ante sí es la plataforma. Esta imagen es, evidentemente, una perspectiva que tiene como punto de vista el de los ojos de dicho conductor.
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5 Imagen en perspectiva y guía óptica Vista "a vuelo de pájaro", como la que se muestra en la figura 404.02g-a,, aunque puedan ser 404.02g-a paisajístico, no cumplen con el paisajístico, objetivo de advertir al proyectista de los defectos ópticos del trazado que puedan afectar a los usuarios, que en este caso se producen por el empleo de una curva en planta de pequeño desarrollo entre dos alin al inea eami mien ento tos s rec recto tos s lar lar os os..
figura 404.02g-a
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5 Imagen en perspectiva y guía óptica En la Figura 404.02g-b si se aprecia el fenómeno, que queda resuelto en “c” mediante la utilización de curvas de acuerdo a radios de curvatura más amplios.
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5 Imagen en perspectiva y guía óptica En las Figuras 404.02g-d y e se muestran dos p ata ormas en en perspectiva. La primera, sin demarcación horizontal, contrasta negativamente con la otra, cuyas bandas pintadas ofrecen una guía óptica muy eficaz.
Figuras 404.02g-d y e
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5 Elementos de la Planta A. Tangente Tangentes largas son monótonas y por lo tanto cansadoras. , encandilamiento. Por lo tanto, ellas deben evitarse y en cualquier caso limitarse según lo normado. Cuando, a pesar de todo, las tangentes largas se produzcan, es conveniente disminuir disminuir la sensación de rigidez que provocan mediante curvas verticales cóncavas de gran parámetro, que disminuyen el encandilamiento y permiten apreciar la velocidad de los vehículos enfrentados. (Véase Figura 404.03g-a) 404.03g-a)
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Figura 404.03g-a
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5 B. Curvas Curv Cu rvas as horizontal horizontales hori ho rizo zont ntal ales es Tangentes de desarrollo breve entre dos curvas del mismo sentido producen un efecto estético conductor conduct or.. (Véase Figura 404.03g-b). 404.0 3g-b).
Figura 404.03g-b
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5 Asimismo, una curva de pequeño desarrollo entre dos alineaciones rectas largas produce una mala imagen visual (Figura (Figura 404.03g-c). 404.03g-c). En la (Figura (Figura 404.03g-d)) se muestra el problema resuelto con 404.03g-d
Figura 404.03g-c
Figura 404.03g-d
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5 C. Secuencia de Elementos en Planta. En un trazado donde la topografía obliga la utilización de curvas de radio reducido (véase encontrar radios mínimos. En cambio, allí donde las alineaciones en planta sean amplias, y por lo tanto inductoras de velocidades de operación que pueden exceder a las de diseño, el intercalamiento de un radio mínimo es peligroso (véase Figura 404.03g-f ). Deben utilizarse curvas más amplias.
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Figura 404.03g-e y f
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Elementos del Perfil A. Tangente Tangentes cortas, entre dos dos curvas cóncavas (véase Figura 404.04g-a), 404.04g-a), o entre dos curvas convexas (Figura (Figura 404.04g-c), 404.04g-c ), dan sensación de ambigüedad y no deben ser utilizadas.
Figura 404.04g-a
Figura 404.04g-c
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5 Deben ser reemplazadas por curvas verticales únicas y amplias, según lo indicado en las Figuras 404.04g-b y d. d. Estos principios deben ser respetados especialmente en el caso de existir estructuras.
Figura 404.04g-b
Figura 404.04g-d
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5 B. Curv Curvas as Vert Vertic ical ales es Cóncavas Este elemento favorece el deben evitarse valores reducidos entre tramos largos de pendiente constante, ya sea con trazados en planta rectos o curvos, puesto que estas configuraciones, configuraci ones, vistas desde lejos, presentan una discontinuidad evidente. (Véanse Figuras 404.04g-e) y f ). ).
Figuras 404.04g-e
Figu Fi gura ras s 404.04 404.04gg- f
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5 C. Curv Curvas as Ve Vert rtic ical ales es Convexas Este elemento es el menos favorable para un buen guiado óptico, agravándose el fenómeno a medida que el valor de su parámetro disminuye.
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5 En las curvas convexas que enlazan pendientes del mismo sentido, se parámetros reducidos, parámetros puesto que ellas dan la sensación de quiebre (véase Figura 404.04gg). Deben usarse parámetros verticales lo más grandes posibles.
Figura 404.04g-g
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5 C. Sec Secuen uencia cia de elem element entos os en en el per perfi fill En la secuencia de elementos en el perfil longitudinal, que depende principalmente principalmente de la topografía, se debe considerar: n para es con on u ac ones acen ua as, e en preferirse preferir se parámetr parámetros os convexos mayores que los cóncavos, para mejorar la visibilidad en las zonas de relieve abrupto (véase Figura 404.04g-h). 404.04g-h).
Figura 404.04g-h
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En parajes planos, o con poca diferencia de cotas (10 m. a lo sumo), son los parámetros cóncavos los que deben ser mayores que los convexos, para aprovechar al máximo la buena visibilidad que aquellos confieren (Figura 404.04g-i). 404.04g-i).
Deben evitarse la sucesión rápida de curvas convexas convexas y cóncavas en paisajes con visibilidad.
Figura 404.04g-i
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5 Superposición de Planta y perfil A. Relación Relación entr entre e los los Element Elementos os de de Diseño Diseño en Planta y Perfil. A em s e o ya ic o en ac pites anteriores, e e tenerse presente que los radios de las curvas en planta y de los de las curvas verticales cóncavas que se superpongan deben estar relacionados entre sí. Si K es el valor del parámetro de la curva cóncava y R es el radio de curvatura en planta, K deberá estar comprendido entre 5R y 10R, dependiendo del relieve y del ancho de la calzada, mayor valor para topografías llanas y para calzadas amplias.
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5 B. Relac Relació ión n entre entre lo los s Punto Puntos s de Inflexión en Planta y Perfil. En general, los puntos de inflexión en planta y perfil deben aproximadamente coincidir y ser iguales en cantidad a lo largo de un tramo (véase Figura 404.05g-a). 404.05g-a ). Cuando lo último no sea posible por imposiciones del terreno, se recomienda evitar que el conductor vea más de una curva en planta mediante pantallas artificiales o naturale naturales. s.
Figura 404.05g-a
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5 La superposición de curvas horizontales y verticales, además de brindar una apariencia agradable, facilita el drenaje al combinar puntos de poca inclinación longitudinal (vértices de las urv u r y r ,y u de poca inclinación transversal (transiciones de peralte) con otros de inclinación longitudinal máxima. Por otra parte, esta superposición es especialmente conveniente para el caso de curvas horizontales y verticales que no permitan adelantamiento.
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5 De este modo no se ha perjudicado la conducción, como sucede si se superpone una curva o recta que sí permite dicha maniobra con una curva que la frustra. Respetando este principio de superposición y de coincidencia aproximada de los puntos de inflexión, conviene además, para mejorar la predictibilidad del trazado, que las curvas verticales convexas sean más cortas que las curvas en planta correspondientes, y que las cóncavas sean más largas.
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5 En las curvas verticales convexas deberá verse con antelación un tramo de curva en planta correspondiente a unos 3.2º de giro, o sea, la clotoide entera si A = R/3. (Véase Figura 404.05g-b). 404.05g-b).
Figura 404.05g-b
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5 C. Com Combi bin nac aciion ones es indeseables. La sucesión de curvas v r r r o curvos, que permitan la visión del trazado como un tobogán, son antiestéticas y deben evitarse (Véase Figuras 404.05g-c) y d). d).
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5 C. Pé Pérd rdid idas as de tra traza zado do Se entiende por pérdida de trazado la desaparición de la plataforma a la vista del u ry ur r u u es lo suficientemente grande como para hacer desaparecer el efecto sicológico adverso que tal situación produce. Este efecto sicológico es de incertidumbre y ha sido comprobado exhaustivamente en la práctica.
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5 En la Figura 404.06g se muestran varias situaciones de pérdida de trazado. En la figura trazado en tangente; a se tiene una pérdida de trazado en figura b se observa el fenómeno en una
Fig igur ura a 404 404.0 .06g 6g – a y b
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5 en figura c el efecto es especialmente peligroso pues no se tiene distancia de visibilidad de adelantamiento; adelantamie nto; en la Figura d hay visibilidad de adelantamiento, pero la perspectiva de la vía hace
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5 en la figura e y f se muestran casos extremos de pérdidas de trazado, en los que el conductor puede equivocar francamente su apreciación del desarrollo del trazado y del tránsito contrario.
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5 Este problema sicológico no existe cuando el conductor puede ver, frente a él y sin interrupciones, un tramo de carretera de longitud L que corresponda a la distancia a la que normalmente él fija su Esto no siempre es posible sin encarecer sustancialmente el proyecto. proyecto. Cuando no se puedan tener distancias de visibilidad, se debe procurar por todos los medios que la carretera no aparezca a los ojos del conductor a distancias inferiores a las de la Tabla 404.01g. 404.01g.
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La comprobación de esto se hace gráficamente sobre los planos de planta y perfil.
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5 Intersecciones y Estructuras Las Intersecciones deben estar situadas en zonas de amplia visibilidad. Curvas verticales cóncavas son especialmente indicadas para esto (Véase . - .
Figura 404.07g-a
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5 La bifurcación entre dos carreteras de distinta importancia no debe hacerse de modo que puedan confundir al conductor (F (Fig igur ura a 40 404. 4.07 07gg-b) b).. Debe preferirse una salida que se produzca en un ángulo pronunciado a las salidas tangenciales; véase (Figura 404.07g-c -c), ), donde se han dispuesto de modo distinto tanto el empalme como los árboles.
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5 El efecto que se presenta en la Figura 404.08g-a, 404.08g-a, es tan indeseable como desgraciadamente frecuente. Las soluciones a estos problema problemas s coinciden con lo mostrado en las Figuras 404.04g.
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5 En general, las estructuras no deben ser situadas al comienzo de una curva, cuando ellas dificultan la visión del camino (Figura (Figura 404.08g-b). 404.08g-b).
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5 Es preferible ubicarlas en zonas de curvatura franca, como se parecía en la Figura 404.08g-c) 404.08g-c) en cuestión y en lo posible con una buena visibilidad previa (Figura ( Figura 404.08g-d). 404.08g-d).
Figura 404.08g-c y d
