FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
ENSAYO DISEÑO DE VÍAS
AUTORAS:
FLORES AGUILAR, RUTH JACKELINE SONAPO PACHECO, YERLY SOFÍA ASESORA:
ROJAS MEDINA, ROCÍO MAGALY
CHICLAYO – PERÚ 2014
ÍNDICE INTRODUCCIÓN CAPÍTULO I: Diseño de Vías 1.1.
Generalidades
1.2.
Etapas para la planeación y construcción de una vía o carretera
1.3.
Características de una vía óptima
1.4.
Objetivos por los cuales se construye una vía
1.5.
Aplicaciones del Diseño Geométrico en las vías
CAPÍTULO II: Tipos de Diseño de Vías 2.1.
Diseño en planta
2.2.
Diseño vertical o perfil longitudinal
2.3.
Diseño transversal
CONCLUSIONES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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INTRODUCCIÓN Para el ser humano, las vías de comunicación han sido por siempre, el elemento indispensable en su desarrollo social, político, religioso, económico y cultural. Por tal razón, en el campo profesional de la Ingeniería civil una de las actividades más relevantes son el diseño de carreteras. Siguiendo lo anteriormente dicho, el presente ensayo abarcará el tema de “Diseño de Vías”, que es la parte más importante dentro de un proyecto de construcción o mejoramiento de una vía, pues allí se determina su configuración tridimensional, es decir, la ubicación y la forma geométrica definida para los elementos de la carretera; de manera que ésta sea funcional, segura, cómoda, estética, económica y compatible con el medio ambiente. El ensayo expondrá ciertos conceptos fundamentales que todo estudiante de ingeniería debe poseer para luego hacer un estudio más a fondo en la materia y tener un desempeño óptimo a nivel profesional, contrarrestando algunas obras en el Perú que no se encuentran diseñadas correctamente según las normas establecidas en el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras. En el siguiente trabajo se tendrá como objetivo general capacitar al estudiante o lector en los conceptos básicos de diseño geométrico de carreteras, considerando las recomendaciones y especificaciones del Manual de Diseño Geométrico para Carreteras. Así mismo sus objetivos específicos serán familiarizar al estudiante con la terminología y los conceptos topográficos utilizados en el diseño geométrico de carretera; y plantear las técnicas que conducen al diseño de los elementos básicos de una vía, y conjugarlas con las especificaciones de diseño existentes para carreteras. Así mismo el ensayo que a continuación se presenta, se encuentra estructurado de la siguiente forma: El capítulo I, dará a conocer las generalidades acerca del diseño de vías para el mejor entendimiento del lector. En el capítulo II, se desarrollará y explicará los tipos de diseño en vías; en cada uno de ellos el estudiante o lector tendrá la oportunidad de aprender todos los elementos que componen el diseño geométrico de una carretera. Finalmente se presentarán las conclusiones y referencias bibliográficas que han sido herramientas de apoyo para el respectivo ensayo.
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CAPÍTULO I 1.1. GENERALIDADES Una carretera viene a ser una infraestructura del transporte especialmente acondicionada dentro de una franja de terreno denominada derecho de vía, con el propósito de permitir la circulación de vehículos de manera continua en el espacio y el tiempo, con niveles adecuados de seguridad y comodidad. Por esta razón implica un diseño para satisfacer al mismo tiempo las necesidades de seguridad, movilidad, armonía con el medio ambiente y preservación de los valores de las comunidades afectadas. Para lograrlo, resulta esencial que el equipo diseñador se involucre con el público general, que este último conozca las intenciones del proyecto; pero sobre todo, que los diseñadores conozcan las necesidades particulares de las comunidades, antes de intentar soluciones estandarizadas y centralizadas. Dicha relación con el público debe ser constante y desde los momentos más tempranos del proyecto. Es decir, el diseño de vías comprende la planeación, construcción y mantenimiento de las vías férreas y carreteras, esta debe estar pendiente de su correcta ejecución y planeamiento, además del cuidado de sus estructuras, y que sean seguros para los usuarios. Uno de los diseños más importantes y primordiales en la construcción de carreteras es el diseño geométrico, que consiste en situar el trazado de una carretera o calle en el terreno. Los condicionantes para situar una carretera sobre la superficie son muchos, entre ellos la topografía del terreno, la geología, el medio ambiente, la hidrología o factores sociales y urbanísticos. Según Gabriel Choconta (1998), el diseño geométrico es “el proceso de correlacionar los elementos físicos de la vía con las condiciones de operación de los vehículos y las características del terreno”.
1.2. ETAPAS PARA LA PLANEACIÓN Y CONSTRUCCIÓN DE UNA VÍA O CARRETERA Como primera etapa comenzaremos con el reconocimiento, que es un examen general del terreno para determinar la ruta o rutas posibles de unión entre los puntos primarios de control que se señalan al Ingeniero de Vías. Luego con el trazado ante preliminar donde se adopta la mejor o mejores ubicaciones de la vía; y el trazado preliminar que se realiza sobre la ruta escogida con aparatos de precisión para el levantamiento topográfico de una zona de terreno en la cual va a proyectarse. Después sigue la etapa del proyecto, el cual comprende los diseños en planta y en perfil del eje de la vía. Y finalmente la etapa de localización que consiste en las labores necesarias para transferir al terreno el eje de la vía determinado en el proyecto.
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1.3. CARACTERISTICAS DE UNA VIA ÓPTIMA Para poder llegar a un óptimo desarrollo vial se podría hablar de cuatro estrategias básicas. Una vía será funcional de acuerdo a su tipo, características geométricas, y volúmenes de tránsito, de tal manera que ofrezca una adecuada movilidad a una suficiente velocidad de operación. La geometría de la vía tendrá como premisa básica, el ser segura a través de un diseño simple y uniforme. La vía será cómoda en la medida en que se disminuyan las aceleraciones de los vehículos y sus variaciones, lo cual se lograra ajustando las curvaturas de la geometría. La vía será estética, al adaptarla al paisaje y permitiendo al conductor una panorámica agradable. La vía será económica, siempre y cuando, cumpliendo todas las características anteriores, genere el menor costo posible. La vía debe ser compatible con el medio ambiente, adaptándose lo más que se pueda a la topografía natural del lugar, tratando de minimizar los impactos ambientales
1.4. OBJETIVOS POR LOS CUALES SE CONSTRUYE UNA VIA Como objetivos fundamentales por los cuales se construye una vía tenemos: aliviar la pobreza mediante la inversión en infraestructura vial (la industria de la Construcción, en general, es una de las mayores fuentes de empleo, además con una óptima red vial el transporte de los productos, principalmente agrícolas, tendrá una menor incidencia en el precio final de estos); comunicar eficientemente las regiones, los centros de consumo y los puertos (aún después de muchos años el transporte de carga y pasajeros debe transitar carreteras con especificaciones muy pobres o que presentan sectores que generan grandes pérdidas a la economía nacional); aumentar el grado de integración con otros modos de transportes (algunos puntos del territorio nacional presentan una ubicación estratégica que permitirían adelantar proyectos de transferencia multimodal haciendo más eficiente, económico y seguro el manejo de carga entre los diferentes modo de transporte); y finalmente fortalecer las fuentes de recursos para la inversión en infraestructura.
1.5. APLICACIONES DEL DISEÑO GEOMÉTRICO EN LAS VÍAS El transporte terrestre se puede dar en vías no acondicionadas o poco acondicionadas, carreteras o vías especialmente acondicionadas y vías férreas. Por consiguiente el diseño geométrico de vías se puede utilizar para el desarrollo de carreteras, vías férreas y adicionalmente, canales de navegación.
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CAPÍTULO II 2.1 DISEÑO EN PLANTA El trazado en planta, se compone de alineamientos rectos y de curvas. El alineamiento en Planta de una carretera consiste en el desarrollo geométrico de la proyección de su eje sobre un plano horizontal. Dicho alineamiento está formado por tramos rectos (tangentes) enlazados por curvas (circulares simples, circulares compuestas y espirales de transición). En el estudio de diseño en planta trataremos las curvas de transición que son alineaciones de curvatura
variable
con
su
recorrido.
Estas
tienen
como
objetivos
suavizar
las
discontinuidades de la curvatura y el peralte, evitar con ellas un cambio brusco de la aceleración radial y disponer de longitudes suficientes, que permitan establecer peraltes y sobreanchos adecuados. Cuando un vehículo pasa de un alineamiento recto a uno curvo, siente la fuerza lateral actuando sobre el y los pasajeros, por eso las curvas de transición se diseñan para que la fuerza centrífuga aparezca de forma gradual y el volante sea accionado de manera uniforme. Las curvas de transición se crean cuando los conductores, sobre todo aquellos que circulan por el carril exterior, por comodidad tienden a cortar la curva circular. Los criterios para la determinación de radios mínimos, peraltes mínimos, etc. lo podremos encontrar en el manual de Diseño Geométrico de carreteras.
2.2 DISEÑO VERTICAL O PERFIL LONGITUDINAL El perfil longitudinal está formado por la rasante, constituida por una serie de rectas enlazadas por arcos verticales parabólicos, a los cuales dichas rectas son tangentes. Para fines de proyecto, el sentido de las pendientes se define según el avance del Kilometraje, siendo positivas aquellas que implican un aumento de cota y negativas las que producen una pérdida de cota. Las pendientes no se miden por ángulos, ni por unidades lineales, si no en tanto por ciento. Lo ideal sería construir los caminos a nivel, pero esto trae el problema de drenaje, ya que las aguas se estancan en las depresiones. Los N.P. prescriben que las pendientes no deben ser menores a (0.5) por ciento. Cuando en una carretera en constante ascenso se intercala un tramo en descenso se tiene lo que se llama una contrapendiente.
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2.3 DISEÑO TRANSVERSAL La sección transversal de una carretera en un punto de esta, es un corte vertical normal al alineamiento horizontal, el cual permite definir la disposición y dimensiones de los elementos que forman la carretera en el punto correspondiente a cada sección y su relación con el terreno natural. Para agrupar los tipos de carreteras se acude a normalizar las secciones transversales, teniendo en cuenta la importancia de la vía, el tipo de tránsito, las condiciones del terreno, los materiales por emplear en las diferentes capas de la estructura de pavimento u otros, de tal manera que la sección típica adoptada influye en la capacidad de la carretera, en los costos de adquisición de zonas, en la construcción, mejoramiento, rehabilitación, mantenimiento y en la seguridad de la circulación. El diseño estructural del pavimento y obras de arte, si bien son determinantes en la sección transversal, son materia a ser normadas en otro documento. Los elementos que integran y definen la sección transversal son: ancho de zona o derecho de vía, calzada o superficie de rodadura, bermas, carriles, cunetas, taludes y elementos complementarios.
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CONCLUSIONES
El diseño geométrico de vías es el proceso de correlacionar los elementos físicos de la vía con las condiciones de operación de los vehículos y las características del terreno.
Una vía será óptima si se cumplen diversas características que satisfagan la seguridad y calidad que brinda a la población y al medio ambiente.
Son muchos los objetivos de la construcción de carretas, pero el más importante es el de transporte y comunicaciones, ya que este es un gran factor para el desarrollo de un país.
El diseño en planta, se da cuando la vía es vista “desde arriba” proyectando el eje de la misma sobre un plano horizontal, suprimiendo su dimensión vertical; el diseño vertical, o perfil longitudinal, se da cuando una de las dimensiones horizontales (longitud, por supuesto) se combina con la vertical (cota); y el diseño transversal, cuando se observa el ancho de la vía y la dimensión vertical. Estos diseños son importantes para un mejor estudio de carreteras, cada uno está aplicado a normas que se deben respetar para la realización de una construcción eficiente.
Actualmente las obras en carreteras deben cumplir con una serie de parámetros en lo que respecta al diseño de las mismas con el propósito de que se cumplan adecuadamente con los objetivos para los cuales serán construidas, dando así calidad y seguridad a nuestra sociedad; es por eso que la investigación tiene como finalidad dar a conocer al profesional o estudiante de ingeniería civil las especificaciones respectivas del diseño de éstas.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: ESTILO APA
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https://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG-2001.pdf
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Martínez, N. (2013). Carreteras. [en línea]. República Dominicana. Disponible en: http://www.slideshare.net/Chicosi/carreteras-16457244
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Argoty, J. L. (2010). Diseño Geométrico de vías. [en línea]. Colombia. Disponible en: http://www.elcolombiano.com/BancoConocimiento/A/avances_de_la_ingenieria_civil_si glos_xv_al_xviii/avances_de_la_ingenieria_civil_siglos_xv_al_xviii.asp
Cárdenas, J. (2002). Diseño Geométrico de Carreteras. [en línea]. Edición ECOE. Colombia. Disponible en: http://books.google.com.co/books?id=C6Q7WgnHkv0C&printsec=frontcover&hl=es#v=on epage&q&f=false
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