UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
CAP. CAP. II.- DISEÑO DI SEÑO PLANIMETRICO DE UNA CARRETERA Introducción. Planimetra.- La planimetría en carreteras es la representación de los puntos característicos del lugar de estudio proyectados en un plano sin importar su elevación.
!." Punto# o$li%ado# En la const construc rucci ción ón de un cami camino no se trat trata a siem siempr pre e de que que la líne línea a qued quede e siempre alojada en terreno plano la mayor extensión posible, pero siempre conservándola dentro de la ruta general. Esto no es siempre posible debido a la topo topogr graf afía ía de los los terr terren enos os y así así cuan cuando do lleg llegam amos os al pie pie de una cues cuesta ta la pendiente del terreno es mayor que la máxima permitida para ese camino y es necesario entonces desarrollar la ruta. Debido a estos desarrollos necesarios y a la bsqueda de pasos adecuados es por lo que los caminos resultan de mayor longitud de la marcada en la línea recta entre dos puntos. !in embargo, debe tratarse tratarse siempre, siempre, "asta donde donde ello sea posible, posible, que el alineamiento alineamiento entre dos puntos obligados sea lo más recto que se pueda d# acuerdo con la topografía de la región y de acuerdo tambi#n con #l transito actual y el futuro del camino a efec efecto to de que que las las mejo mejora ras s que que post poster erio iorm rmen ente te se llev lleven en a cabo cabo en el alineamiento no sean causa de una perdida fuerte al tener que abandonar tramos del camino en el cual se "aya invertido muc"o dinero. Es decir, que "ay que que tene tenerr visi visión ón del del futu futuro ro con con resp respec ecto to al cami camino no para para evit evitar ar frac fracas asos os económ económico icos s poster posterior iores, es, pero pero "ay que tener tener prese presente nte tambi# tambi#n n que tramos tramos rectos de más de die$ %ilómetros producen fatiga a la vista y una "ipnosis en el conductor que puede ser causa de accidentes. &ambi#n "ay que "acer notar que en el proyecto moderno de las carreteras deben evitarse, "asta donde sea económicamente posible, el paso por alguna de las calles de los centros de población siendo preferible construir libramientos a dic"os n cleos.
CIV-441 CIV-441 CARRETERAS I
pág. 1
UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
En base al reconocimiento se locali$an puntos obligados principales y puntos obligados intermedios, cuando el tipo de terreno no tiene problemas topográ'cos nicamente se ubicaran estos puntos de acuerdo con las características geológicas o "idrológicas y el bene'cio o economía del lugar, en caso contrario se requiere de una locali$ación que permita establecer pendientes dentro de los lineamientos o especi'caciones t#cnicas.
!.! Tra&o Preliminar El tra$ado de la línea pelo tierra la cuál conociendo la equidistancia entre las curvas de nivel y la pendiente gobernadora( se calcula la abertura del compás para que con sus puntas las curvas de nivel contiguas a la línea imaginaria que une estos puntos tenga la pendiente deseada. &al línea pasa por los puntos obligados. En la determinación de la abertura entre las puntas del compás se utili$ará la siguiente relación)
Donde: L * +bertura del compas. " * Distancia entre curvas de nivel. i * pendiente variable en
CIV-441 CARRETERAS I
pág. 2
UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
La línea de pelo de tierra es la base para proyectar la línea preliminar y de'nitiva que con las mejores tangentes posibles deberá apegarse lo más que se pueda a la línea o pelo de tierra. En el tra$ado preliminar de la línea de pelo a causa del relieve topográ'co se adoptaron diferentes pendientes tratando de cumplir los límites de pendiente que tiene cada tipo de carretera en nuestro caso) carretera tipo II,
pendiente máxima 6%.
Procedimiento del tra&o de la linea de 'elo.
El proceso del tra$ado implica una bsqueda continua, una evaluación y selección de las franjas de terreno que "an quedado como merecedores de estudios más detallados despu#s de "aber practicado el reconocimiento, evaluación y ajuste de los trazados tentativos. -na ve$ llevado a cabo el reconocimiento durante el cual se 'jaron los puntos obligados y los intermedios que sean necesarios pro la topografía, se lleva a cabo el tra$ado preliminar, que no es más que una poligonal abierta, partiendo de un punto al que se le denomina m / 0 ///, y se van clavando estacas CIV-441 CARRETERAS I
pág. 3
UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
cada 1/ m. y en aquellos lugares accidentados y puntos notables que lo ameriten "asta llegar al v#rtice que le sigue, continuando en esta forma a todo lo largo de la línea. El tra$o preliminar constituye la base para la selección de'nitiva del tra$ado y proporciona datos que sirven para preparar presupuestos preliminares de la obra. Debido a ello debe ser llevado a cabo de la mejor manera posible marcando todos los accidentes topográ'cos que de una manera u otra afecten al tra$o de'nitivo.
!.( Tra&o De)niti*o. 2uando no "ay dudas con respecto a las bondades superiores de uno de los tra$ados preliminares estudiados y "ay convencimiento de no "aber otra solución sensiblemente mejor, se la adopta como tra$ado de'nitivo o línea de'nitiva. El tra$o de'nitivo se lo reali$o sobre la línea de pelo con líneas rectas tratando de compensar los quiebres sobre esta para evitar el exceso de movimientos de tierra.
!.+ Enlace con Cur*a# ,ori&ontale# Dentro del tra$ado de'nitivo se debe reali$ar el enlace de las tangentes a trav#s de curvas "ori$ontales las cuales tenemos las siguientes)
a 2urvas circulares simples. $ 2urvas circulares compuestas. c 2urvas circulares inversas. d 2urvas de transición.
CIV-441 CARRETERAS I
pág. 4
UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
En una curva circular simple, "ay que distinguir los siguientes elementos) Los puntos donde los alineamientos rectos 3tangentes4 son tangentes a la curva se llaman tangente e ent!aa" &E, y tangente e #a$%a, &!, respectivamente. La intersección de las dos tangentes a la curva se designa p&nt' e %nte!#e((%)n" 56( el ángulo de de7exión en el 56 formado por la prolongación de una tangente y la siguiente se designa con la letra * y tiene por valor el ángulo al centro subtendido por la curva. El tramo de tangente entre el &E y el 56 o entre el 56 y el &! se denomina #e+%tangente y se designa con la letra &. El arco &E8&! es la $'ng%t& e $a (&!,a, L. La recta entre &E y &! es la (&e!a $a!ga" 2L( 22 es el p&nt' +e%' de la curva, siendo 56822 la ete!na" E. La distancia desde el 22 a la cuerda larga es la '!enaa +e%a" 9.
a)
Curvas Circulares Compuestas.
Son 2 curvas simples de diferente radio (R 1 y R 2) y ángulos de deflexión ( ∆1 y ∆2): Elementos Propios para cada curva:
CIV-441 CARRETERAS I
pág.
Elementos Comunes:
UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
Tangente:
/
"
- ngulo de deflexión total:
Dt D" / !xterna:
- "esarrollo Total:
#lec$a:
- Tp % Tangente exterior a la curva entrante
"esarrollo curva:
- Tf % Tangente exterior a la curva saliente
&ongitud curva: 'urva 1: T1 !1 f 1 R 1 "1 ∆1 &1
'urva 2: T2 !2 f 2 "2 &2
R 2 ∆2
R 1 % Radio de la curva entrante R 2 % Radio de la curva saliente ∆1 % ng deflexión de la curva entrante ∆2 % ng deflexión de la curva saliente
CIV-441 CARRETERAS I
pág. /
UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
$ Cur*a# Circulare# In*er#a#.
Di#tancia 0ori&ontal m12ima.
CIV-441 CARRETERAS I
pág. 0
UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
c Cur*a# De Tran#ición.
R % Radio curvatura circular r % Radio osculatri de la espiral & % &ongitud de la espiral l % &ongitud acumulada de la espiral Relación de deflexiones:
∆ %
"eflexión total de la curva ∆' % "eflexión curva circular ∆S % "eflexión parte de la espiral
Longitud Mínima de la Espiral:
Angulo de deflexión:
Coordenadas de la Espiral:
espla!amientos:
"angente:
Externa:
esarrollo:
CIV-441 CARRETERAS I
pág.
D = 2L + Dc
UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
!.+." Di#e3o de cur*a# 0ori&ontale#. Dentro del dise:o de la carretera, cabe recalcar que se cuenta con dos curvas "ori$ontales simples a lo largo del empla$amiento de la misma, presentándose la siguiente información)
Rc1=214.27m
P 2 =0.128 m / m
Rc2=10.27m G 1 =5.348 °
X 1= 0.562 m X 2=0.835 m
G 2 =10.488 ° P 1 =0.033 m / m
do=76.7!1m "max=6%
CIV-441 CARRETERAS I
pág.
2on estos datos se procede a dise:ar la curva "ori$ontal para un radio de curvatura de 1;<.1=m y ;/>.1=m
PARA Rc"!"+.!4m #e tiene:
5rogresiva s)
?* *
[email protected]= =/.//
Bgrad C Bp"C Determinado en función del Frado de curvatura
* 1;<.// BmC 52 /0<11.G * => BmC H2 /0I;;.> * @@ BmC
+l principio de la curva +l 'nal de la curva
PARA Rc! #e tiene:
5rogresiva s)
?*
<=.>A
*
=/.//
BgradC BmJ" C
* ;/>.1= BmC 52 ;0/;A.I * => BmC H2 ;0;/A.G * I; BmC
Determinado en funcion del Frado de curvatura +l principio de la curva +l 'nal de la curva
!.+."." Calculo de elemento# de la# cur*a# Elemento# de la cur*a 0ori&ontal "
T
$anen te:
∆ = R * Tg 2
∆ − 1 2 ∆ f = R * 1 − 'os 2 ∆ &c = 2 * R * Sen 2 ! = R * Sec
&xterna: '(ec)a:
*on de (a c+erda
Desarro((o de c+rva
"c =
+5.!! T 4 6m7 E +.4!4 6m7 8 +.9!5 6m7 ::.+; Lc ; 6m7
2 * π * R * ∆ +,-
Dc
:;."+ ! 6m7
Elemento# de la cur*a 0ori&ontal !
$anen te:
&xterna: '(ec)a:
∆ = R * Tg 2 ∆ ! = R * Sec − 1 2 ∆ f = R * 1 − 'os 2 T
∆ *on de (a c+erda &c = 2 * R * Sen 2
+:.9( T " 6m7 "<.(( E ( 6m7 8 ;.++< 6m7 Lc ::.:; 6m7
5 Desarro((o de c+rva
"c =
2 * π * R * ∆
;".5" Dc < 6m7
+,-
!.+.".! Planilla de re'lanteo= 'eralte > #o$re anc0o. Rep(anteo de (a c+rva simp(e 1Rc1La# t!an#%(%'ne# #e a!án ent!' e ota: $a (&!,a. * =/ mJ" * 1;<.// BmC
Donde)
D/D& :
Lv*
G
K*
;
BmC Kmero de carriles
n+(o tanencia( $3
: S'!e an(' ' a+p$%a(%)n Ra%' e R: (&!,at&!a L'ng%t& e$ ,e5(&$' t%p'614p%e7 *v: /+8 N9+e!' e (a!!%$e# en e$ +%#+' : #ent%' :e!a$t ": e Ve$'(%a e 5: %#e;'
PRO ?. /0<1 @ /0<@ @ /0<< @ /0
Ci
=
1.* d acumulada 2 * π * R
Planilla De Re'lanteo DISTANCIA Peralte So$reAnc0o @ T% PARCIA ACUMU 6m7 L L. /
/
/.////
/./
/.///
;/.//
;/.//
;.@@A=
<.I
/.1I1
;/.//
1/.//
1.G==<
>.;
/.I/I
;/.//
@/.//
<./;G;
;/.;@;I
/.IG@
;/.//
I.@I<=
;/.;@;I
/.IG@
;/.//
I/.//
G.G>@<
;/.;@;I
/.IG@
/0
@ /0I/ @ /0I; 1
;/.//
G/.//
A./@1;
;/.;@;I
/.IG@
;/.//
=/.//
>.@=/A
A.=/
/.IG@
;/.//
A/.//
;/.=/>I
<.;G
/.IG@
>.1I
A>.1I<
;;.>
/./I
/.IG@
Ima%en!." 2urva "ori$ontal ; Rep(anteo de (a c+rva simp(e 2Rc2La# t!an#%(%'ne# #e a!án ent!' e $a ota: (&!,a. <=.>A * @ mJ" ;/>.1 * = BmC Lv* G BmC Kmero de K* ; carriles
Donde)
D/D&:
n+(o tanencia( $3
: R: *v: : ":
S'!e an(' ' a+p$%a(%)n Ra%' e (&!,at&!a L'ng%t& e$ ,e5(&$' t%p'614p%e7 /+8 N9+e!' e (a!!%$e# en e$ +%#+' #ent%' :e!a$te Ve$'(%a e 5: %#e;'
PRO?.
Ci
1.* d acumulada =
2 * π * R
PLANILLA DE REPLANTEO DISTANCIA @ T% Peralte So$reAnc0 o
;0/;A.I => ;0/1A.I => ;0/@A.I => ;0/ ;0/IA.I => ;0/GA.I => ;0/=A.I => ;0/AA.I => ;0/>A.I => ;0;/A.G I;
PARCIA L
ACUMU L.
/
/
;/.//
6m7
/.////
/./
/.///
;/.//
1.G1;A
/.I
/.;;;
;/.//
1/.//
I.1<@I
;.;
/.11;
;/.//
@/.//
=.AGI@
;.G
/.1<=
;/.//
;/.
1.;
/.1<=
;/.//
I/.//
;@.;/AA
;.;A
/.1<=
;/.//
G/.//
;I.=@/I
;.;A
/.1<=
;/.//
=/.//
;A.@I1@
;./1
/.1;@
;/.//
A/.//
1/.>=
/.<>
/.;/@
;/./=
>/./=
[email protected];
/./<
/.//>
Ima%en!.! 2urva "ori$ontal 1
