proyecto diseño de carreteras

PROYECTO AMPLIACION CAMINO CARRETERO “COMUNIDAD TANI TANI”

1. INTRODUCCION

El diseño geométrico de las vías comprende el dimensionamiento de sus elementos físicos, como curvas verticales y horizontales, ancho de carriles, secciones transversales y bahías de estacionamiento. Las características del conductor, del peatón, de los vehículos y del camino, sirve de base para la determinación de las dimensiones físicas de estos elementos. Por ejemplo la longitud de una curva vertical o el radio de una curva circular se determinan de modo que se provea en la curva, la distancia de visibilidad mínima de frenado para la velocidad velocidad de diseño de carretera. Sin embargo, embargo, el objetivo básico básico del diseño geométrico de una carretera, es producir una instalación que tenga un flujo continuo y que esté libre de accidentes. Esto puede lograrse al tener un estándar de diseño consistente a lo largo de la carretera, que satisfaga las características de los conductores y de los vehículos. La “ American American Association of State Highhway and Transportation Officials” (AASHTO), juega un papel muy importante en el desarrollo de lineamientos y

estándares que se usan en el diseño geométrico de una carretera. La membresía de esta sociedad consta de representantes de todos los departamentos estatales de carreteras y del transporte y de la “ Federal Highway Administration” ( FHWA).

La sociedad tiene varios comités técnicos que consideran los estándares sugeridos por los estados individuales. Cuando un estándar es aprobado por la mayoría requerida, se le declara como adoptado y la aceptan todos los miembros de la sociedad. También se presentan los principios y la teoría que se emplean en el diseño de los alineamientos horizontal y vertical. Clasificación de carreteras según la norma Boliviana.La clasificación de carreteras y caminos en Bolivia existe una clasificación definida en el Decreto supremo 25134 de 1998 que define el sistema nacional de carretera en tres niveles dentro del sistema: Red Fundamental, Redes departamentales departamentales y Redes Municipales. Según la categoría de las vías.Se dividen en dos grupos y son: -Carreteras: Autopistas, Autor rutas y Primarias. -Caminos: Colectores, locales y de Desarrollo Y cada uno de estos se subdivide y son los siguientes:

Terreno Llano.- Está constituido por amplias extensiones libres de obstáculos naturales y una cantidad moderada de obras construidas por el hombre. El relieve puede incluir ondulaciones moderadas, la rasante de la vía estará comprendida mayoritariamente mayoritariamente entre +_ 3%. Terreno Ondulado.- Está constituido por un relieve con frecuentes cambios de cota que si bien no son demasiado importantes en términos absolutos, son respectivos, lo que obliga a emplear frecuentemente pendientes de distinto sentido que pueden fluctuar entre 3 al 6% según la categoría de la ruta. Terreno Montañoso.- Está constituido por cordones montañosos o “Cuestas”, en las cuales el trazado salva desniveles considerables en términos absolutos. La rasante del proyecto presenta pendientes sostenidas de 4 a 9% según la categoría del camino, ya sea subiendo o bajando. La planta está controlada por el relieve del terreno (Puntillas, Laderas de fuerte inclinación transversal, Quebradas profundas, etc.). También por el desnivel a salvar, que en oportunidades oportunid ades puede obligar al uso de curvas de retorno. a).-Autopista.-Son carreteras nacionales diseñadas desde su concepción original para cumplir con las características y niveles de servicio que se describen a continuación. Normalmente su emplazamiento se sitúa en terrenos rurales donde antes no existían obras viales de alguna consideración, que impongan restricciones a la selección del trazado y pasado a distancias razonablemente razonablemente alejadas alejadas del entorno suburbano suburbano que rodea las las ciudades o poblados (circunvalaciones). (circunvalaciones). Las velocidades de proyecto, según el tipo de emplazamiento son: -Terreno -Terren o Llano a Ondulado Medio 120 km/h -Terreno Ondulado fuerte 100k/h Estés velocidades bajo mencionados son de control social. Y el distanciamiento entre enlaces consecutivos deberá ser mayor o igual a 5.0 Km, medidos entre los extremos de los carriles de cambio de velocidad de ambos enlace, o se considerara el diseño de accesos direccionales aislados. aislados. b).-Auto rutas.-Son carreteras nacionales existentes a las que se les ha construido o se le construirá una segunda calzada prácticamente paralela a la vía original. Normalmente se emplazan en corredores a lo largo de los cuales existen extensos tramos con desarrollo urbano, industrial o agrícola intensivo, muy próximo a la faja de la carretera. Las velocidades de proyecto consideradas consideradas son: -Terreno Llano a Ondulado Fuerte 100 y 90 Km/h -Terreno Montañoso 80 Km/h El distanciamiento entre enlaces sucesivos lo regulara la administradora Boliviana de carreteras según las circunstancias particulares de cada emplazamiento; en todo caso resulta conveniente que el espacio libre entre extremos de carriles de cambio de velocidad de enlaces sucesivos no sea menor que 3.0Km.

c).- Caminos colectores.- Son caminos que sirve tránsitos de mediana y corta distancia, a los cuales acceden numerosos caminos locales o de desarrollo. El servicio al tránsito de paso y a la propiedad colindante tiene una importancia similar. Podrán circular por ellos toda clase de vehículos, motorizados .En zonas densamente pobladas se deberán habilitar carriles auxiliares destinados a la construcción de ciclo vías. Su sección transversal normalmente, es de dos carriles bidireccionales. Las velocidades velocidades de proyecto consideradas son: -Terreno Llano ha Ondulado Medio 80 Km/h -Terreno Ondulado Fuerte 70 Km/h -Terreno Montañoso 60 Km/h Normalmente este tipo de caminos poseerá pavimento superior, o dentro del horizonte de proyecto será dotado de el, consecuentemente la selección de la velocidad de proyecto debe ser estudiada detenidamente. d).- Caminos Locales.- Son caminos que se conectan a los caminos colectores. Están destinados a dar servicio preferentemente a las propiedades adyacentes. Son pertinentes las ciclo vías. La sección transversal prevista consulta dos carriles bidireccionales de las dimensiones especificadas en la sección 1.3 y las velocidades de proyecto consideradas son: -Terreno Llano a Ondulado Medio 70 Km/h -Terreno Ondulado Fuerte 60 Km/h -Terreno Montañoso 50 y 40 Km/h e).- Caminos de desarrollo. Están destinados a conectar zonas aislados y por ellas transitaran vehículos motorizados y vehículos a tracción animal. Sus características responden a las mínimas consultadas para los caminos públicos, siendo su función principal la de posibilitar transito permanente aun cuando las velocidades sean reducidas, de hecho las velocidades de proyecto que se indica a continuación son niveles de referencia que podrán ser disminuidos disminuidos en sectores conflictos. Las velocidades referenciales de proyecto son: -Terreno -Terren o Llano ha Ondulado medio

50 y 40 Km/h

-Terreno Ondulado Fuerte a Montañoso

30Km/h

Según funcionalidad.funcionalidad.*Transitividad.-corresponden a las etapas de construcción de las carreteras y se divide en:







Terracerías.- cuando se han han construido construido una una sección sección de proyecto hasta su nivel sobrasarte transitable en tiempo de secas. Revestida.- Cuando sobra la subrogante se ha colocado ya uno o varias capas de material granular y es transitable en todo tiempo. Pavimentada.- Cuando sobre la la subrogante subrogante se ha construido ya totalmente totalmente el pavimento. Todo lo anterior nos da una idea de la clasificación de las carreteras y debemos tomarlo en cuenta antes de cualquier proyecto referente a carretera.

1.1. Selección de las rutas posibles.- La selección de ruta o del eje principal depende de varios factores como ser pendientes pendientes máximas y mínimas, grado de curvatura o radio de curvatura, velocidad, velocidad, uso, etc. Pero una forma manual de determinar esa ruta es con ayuda de programas informáticos, pero también existe otra forma que se hace en gabinete y es con la ayuda de un compás y un plano en planta de todo el terreno ´posible 1.1.1. Puntos de control primario.- Estos puntos son de suma importancia y son los puntos principal, intermedio, final del eje de proyecto, también los puntos BM. 1.1.2. Puntos de control secundario. secundario. Son puntos auxiliares auxiliares que nos de ayuda en un determinado momento pero no de tanta importancia como las anteriores 1.2. Parámetros de diseño.- En el trazado de una carretera se presentan diferentes etapas, siendo algunas de estas imprescindibles, mientras que otras dependen de factores tales como la topografía, alcances e importancia del proyecto, disponibilidad de recursos, información disponible disponible e inclusive la premura de los diseños. Como uno de los factores que más influye en la metodología a seguir en el trazado de una carretera es la topografía y más aún si esta es montañosa, se estará indicando en este capítulo el procedimiento más apropiado para la localización de una carretera de montaña. Se debe establecer desde un principio las características geométricas de la vía, como radio mínimo, pendiente máxima, vehículo de diseño, sección transversal, etc. Como el problema radica en determinar la ruta que mejor satisfaga las especificaciones técnicas que se han establecido y para lo cual las características topográficas, naturaleza de los suelos y el drenaje son determinantes, el método de estudio variará de acuerdo al tipo de terreno. Se considera entonces el análisis por separado según se trate de terreno plano o accidentado Conceptos básicos Pendiente longitudinal del terreno es la inclinación natural del terreno, medida en el sentido del eje de la vía.

Pendiente transversal del terreno es la inclinación natural del terreno, medida normalmente al eje de la vía. Tipos de terreno La topografía del terreno atravesado influye en el alineamiento alineamiento de carreteras y calles. La topografía afecta el alineamiento horizontal, pero este efecto es más evidente en el alineamiento vertical. Para caracterizar las variaciones los ingenieros generalmente dividen la topografía en tres clasificaciones, de acuerdo con el tipo de terreno: plano, ondulado y montañoso. En la siguiente tabla se indican sus características: TERRENO

INCLINACION MAXIMA MEDIA DE LAS LINEAS DE MAXIMA PENDIENTE (%)

MOVIMIENTO DE TIERRAS

Plano

0a6

Mínimo movimiento de tierras por lo que no presenta dificultad ni en el trazado ni en la Explanación de una carretera.

7 a 13

Moderado movimiento de tierras, que permite lineamientos rectos, sin mayores dificultades en el trazado y explanación de Una arretera.

13 a 40

Las pendientes longitudinales y transversales son fuertes aunque no las máximas que se pueden presentar en una dirección considerada; hay dificultades en el trazado y explanación de una carretera.

(P)

Ondulado (O)

Montañoso (M)

Cada tipo de terreno obliga, en términos generales, a unos diferentes patrones generales de diseño. A continuación se hace un análisis sobre los aspectos más importantes en el trazado de una vía de acuerdo al tipo de terreno: 1.3. Velocidades de diseño.- Una velocidad que es de suma importancia es la llamada “velocidad de proyecto ó velocidad directriz “que no es otra cosa

que aquella velocidad que ha sido escogida para gobernar y correlacionar las características y en proyecto geométrico de un camino en su aspecto operacional. operacional. La velocidad de proyecto es un factor f actor de primordial importancia

que determina normalmente el costo del camino, y es por ello, por lo que debe limitarse para obtener costos bajos. Todos los elementos de un camino deben calcularse calcularse en función función a la velocidad velocidad de de proyecto. Al hacer esto se tendrá un todo armónico que no ofrecerá sorpresas al conductor. 1.4. Velocidades de proyecto:

Tipo camino

Montañoso Montañoso de Plana o con Con lomerío pero poco pero muy poco lomerío fuerte escarpado escarpado

Tipo especial

110 km/hrs.

110 km/hrs.

90 km/hrs.

80 km/hrs.

Tipo A

70 km/hrs.

60 km/hrs.

50 km/hrs.

40 km/hrs.

Tipo B

60 km/hrs.

50 km/hrs.

40 km/hrs.

35 km/hrs.

Tipo C

50 km/hrs.

40 km/hrs.

30 km/hrs.

25 km/hrs.

La velocidad es el elemento clave en la definición de las características geométricas de un camino, dada su importancia decisiva en la seguridad de la circulación. Dentro de las variables básicas del proyecto geométrico, el concepto de velocidad de proyecto es uno de los que ha sido objeto de una mayor revisión en los últimos años. Este concepto nace en Estados Unidos en los años 30 como consecuencia de la necesidad de adoptar medidas ante el constante aumento de los índices de accidentalidad que se daba principalmente en tramos sinuosos; en estos tramos, se concentraba una gran cantidad de accidentes, generalmente de consecuencias fatales, dado que muchas de las curvas resultaban inseguras para la velocidad a la que podían circular los vehículos en los tramos tr amos rectos que las precedían. 1.5. Curvas horizontales.- Pueden ser creadas de manera interactiva con recursos gráficos sobre el terreno natural. Los tipos de curvas horizontales disponibles para la creación del trazado horizontal son: circular simple, transición simétrica o asimétrica. La definición de las curvas circulares es realizada informándose el (los) radio(s), el desarrollo o el grado de la curva; en el caso de la transición, la definición es hecha informándose el (los) radio(s) y el(los) largo(s) de la transición. A partir de esta definición, es realizado el jalonamiento automático, donde, si es necesario, se puede insertar una estaca en cualquier posición dentro del jalonamiento. En función de los radios de las curvas horizontales, el usuario informa la súper elevación máxima para cada una de ellas, y es creada una tabla con

las estacas donde habrá cambios en la caída de la pista, desde la caída natural hasta la súper elevación máxima. Esta tabla puede ser editada y permite la distribución de la súper elevación para que cada estaca tenga su valor definido. A partir de algunos parámetros como el número de faja, la velocidad directriz y la distancia entre los ejes, es creada de manera automática una tabla de súper elevación y cálculo de distribución para cada una de las estacas del trazado horizontal.

1.5.1.

Tipos de curvas horizontales. horizontales.

1.5.2.

Elementos geométricos de las curvas horizontales. horizontales.

PI: Punto de intersección entre las 2 tangentes. la curva a: Angulo de la

R: Radio de la curva. Pc: Principio de Curva. Pt: Punto de terminación de Curva. E: Es la external de la curva. F: Es la flecha de la curva. T: Es la tangente Lc: Es la longitud de curva CL: Es la cuerda larga que sustenta a la longitud de la curva. Cc: Es el punto medio del arco circular.

1.6. Curvas verticales. Una curva vertical es un arco de parábola de eje vertical que une dos tangentes del alineamiento vertical; la curva vertical puede ser en columpio o en cresta, la curva vertical en columpio es una curva vertical cuya concavidad queda hacia arriba, y la curva vertical en cresta es aquella cuya concavidad queda hacia abajo. 1.6.1. Elementos de curva vertical.-

PIV Punto de intersección intersección de las tangentes verticales PCV Punto en donde comienza la curva vertical PTV Punto en donde termina la curva vertical PSV Punto cualquiera sobre la curva vertical p1 Pendiente de la tangente de entrada, en m/m p2 Pendiente de la tangente de salida, en m/m A Diferencia algebraica algebraica de pendientes pendientes L Longitud de la curva vertical, en metros K Variación de longitud por unidad de pendiente (parámetro) x Distancia del PCV a un PSV, en metros p Pendiente en un PSV, en m/m p´ Pendiente de una cuerda, en m/m E Externa, en metros F Flecha, en metros

T Desviación de un PSV a la tangente de entrada, en metros Zo Elevación del PCV, en metros Zx Elevación de un PSV, en metros Nota: Si X y L se expresan en estaciones de 20 m la elevación de un PSV puede calcularse con cualquiera de las expresiones: Zx = Zo + (20 p1 – (10AX/L))X Zx = Zx – 1 + 20 p1 – (10A/L)(2X – 1) A = P1 – (-P2) K=L/A P = P1 – A (X/L) P´ = ½ (P1 + P) E = (AL) /8 F=E T = 4E (X / L)^2 Zx = Zo + [P1 – (AX/2L)] X Las normas de servicios técnicos de la Secretaria de Comunicaciones y geométrico de carreteras, indica las Transportes, en sección de proyecto geométrico siguientes normas de cálculo para las curvas verticales: Tangentes.- Las tangentes verticales estarán definidas por su pendiente y su longitud. 



Pendiente gobernadora.gobernadora.- Los Los valores máximos máximos determinados determinados para la pendiente gobernadora se indican en la siguiente tabla de valores máximos de las pendientes gobernadoras y de las pendientes máximas para los diferentes tipos de carreteras y terreno. Pendiente máxima.- Los valores determinados para pendiente máxima se indican en la siguiente tabla de valores máximos de las pendientes gobernadoras y de las pendientes máxima para los diferentes tipos de carreteras y terreno.

Pendiente mínima.- La pendiente mínima en zonas de sección en corte y/o bacón no deberá ser menor del cero punto cinco por ciento (0.5%) y en zonas con sección de terraplén la pendiente podrá ser nula.



Longitud critica.critica.- Los valores valores de la longitud critica critica de las tangentes tangentes verticales con pendientes con pendientes mayores que la gobernadora, se obtendrán de la gráfica de longitud critica de tangentes verticales con pendiente mayor que la gobernadora. gobernadora.



Valores máximos de las pendientes gobernadoras y de las pendientes máximas PENDIENTE GOBERNADORA (%)

PENDIENTE MÁXIMA (%)

TIPO DE TERRENO

TIPO DE TERRENO

PLANO LOMERIO MONTAÑOSO


E

-- 7 9

7 10 13

D

-- 6 8

6 9 12

C

-- 5 6

578

B

-- 4 5

467

A

-- 3 4

456

CARRETERA TIPO

Longitud Crítica De Tangentes Verticales Con Pendiente Mayor Que La Gobernadora Visibilidad a.- Curvas verticales en creta.- Para que las curvas verticales en cresta cumplan con la distancia de visibilidad necesaria su longitud deberá calcularse a partir del parámetro K, que se obtiene con la expresión:

Dónde: D = distancia de visibilidad, en metros H = altura al ojo del conductor (1.14m) h = altura del objeto (0.15 m) b.- Curvas verticales verticales en columpio.columpio.- Para que las curvas curvas verticales verticales en columpio cumplan con la distancia de visibilidad necesaria, su longitud deberá calcularse a partir del parámetro K, que se obtiene con la expresión:

Dónde: D = distancia de visibilidad, en metros T = pendiente del haz luminoso de los faros (0.0175) H = altura de los faros (0.64 m) c.- Requisitos de visibilidad.visibilidad.-

VALORES MINIMOS DEL PARÁMETRO k Y DE LA LONGITUD MINIMA ACEPTABLE DE LAS CURVAS VERTICALES Valores del parámetro K (m/%) Velocidad de proyecto (km/h)

Curvas en cresta

Curvas en columpio

Carretera tipo

Carretera tipo

E D,C,B,A

E,D,C,B,A

Longitud mínima aceptable (m)

30

4

3

4

20

40

7

4

7

30

50

12

8

10

30

60

23

12

15

40

70

36

20

20

40

80

-

31

25

50

90

-

43

31

50

100

-

57

37

60

110

-

72

43

60

La distancia de visibilidad de rebase solo se proporcionara cuando así lo indiquen las especificaciones de proyecto y/o lo ordene la secretaria, los valores del parámetro K, para satisfacer son:

Velocidad de proyecto en km/h

Parámetro K para rebase en m/%

30

18

40

32

50

50

60

73

70

99

80

130

90

164

100

203

110

245

Curvas Verticales.- Las curvas verticales serán parábolas de eje vertical y están definidas por su longitud y por la diferencia algebraica de las pendientes de las tangentes verticales que une.

a).- Longitud mínima:



La longitud mínima de las curvas verticales se calculara con la expresión:

L=KA En donde: L = Longitud mínima de la curva vertical, en metros K = Parámetro de la curva cuyo valor mínimo se especifica

En la tabla de valores mínimos del parámetro K y de la longitud mínima aceptable de las curvas verticales A = Diferencia algebraica algebraica de las las pendientes pendientes de las Tangentes Tangentes verticales.



La longitud mínima de las curvas verticales en ningún caso deberá deberá ser menor a las mostradas en las siguientes dos tablas: "Longitud mínima de las curvas verticales en cresta" y "Longitud mínima de las curvas verticales en columpio"

b).- Longitud máxima.- No existirá límite de longitud máxima para las curvas verticales. En caso de curvas verticales en cresta con pendiente de entrada y salida de signos contrarios, se deberá revisar el drenaje cuando a la longitud de la curva proyectada corresponda un valor del parámetro K superior a 43. LONGITUD MINIMA DE LAS CURVAS VERTICALES EN CRESTA

Calculo de curvas verticales.- Pasara el cálculo y trazo de las curvas verticales es necesario contar con un perfil del terreno, así como las longitudes y pendientes de cada segmento del camino. Es necesario revisar que la pendiente en estos segmentos del camino nunca sea mayor a la

pendiente máxima dada por la tabla de tipos y características de caminos. Es necesario también respetar las condiciones de longitud mínima de las curvas verticales en cresta y columpio. Las fórmulas de trazo de curvas verticales son en comparación, más simples que las de curvas verticales, como se muestra a continuación.

Po = pendiente de entrada Pi = pendiente de salida L = número total de estaciones

Calculo de curva vertical en columpio L = (-0.50)-(0.8) = 1.3 = 2 estaciones de 20 mts = 40 mts K = (1.3) / (10)(2) = 0.065 E = (1.3)(40)/8 = 6.5 F = 6.5 0.50-------------100 x-----------------20 X = 0.1 0.8-------------100 x-----------------20 X = 0.16 PIV = 512.48 PCV = 512.48 – 0.1 = 512.38

PTV = 512.48 + 0.16 = 512.64 Punto

Elevación

X^2

K

Y

Cota

0

512.38

0

0.065

0

512.38

1

512.48

1

0.065

0.0315

512.4485

0

512.64

0

0.065

0

512.64

Valores máximos de las pendientes gobernadoras y de las pendientes máximas PENDIENTE GOBERNADO RA (%) CARRETERA TIPO

PENDIENTE MÁXIMA (%)

TIPO DE TERRENO

TIPO DE TERRENO



E

-- 7 9

7 10 13

D

-- 6 8

6 9 12

C

-- 5 6

578

B

-- 4 5

467

A

-- 3 4

4

56

1.7. Sección Transversal La práctica actualmente generalizada se basa en el diseño de los elementos de la sección transversal del camino atendiendo a unos estrictos criterios normativos que, en la mayoría de los casos, no incorporan la seguridad de una forma explícita. La frecuente combinación de dos o más valores límite de la normativa, cada uno de los cuales resulta admisible aisladamente considerado, puede conducir a un diseño conjunto cuyo nivel de seguridad ya no sea tan bueno. El nivel de seguridad final de la vía se alcanza por medio de los sistemas de contención de vehículos, que pretenden proteger a los usuarios de los elementos proyectados o existentes, en las márgenes o en la mediana, que representen una amenaza potencial. Más que en el propio trazado o en el perfil longitudinal, a menudo fuertemente condicionados por las reservas de suelo de la planificación urbanística, es en la definición de la sección transversal donde se precisan las funciones que cumple cada vía y su nivel de articulación con el entorno, además de su capacidad. De ahí que, la elección de la sección transversal constituya la principal decisión en el proceso de proyecto de vías en áreas urbanizadas.

La sección transversal de una vía en un determinado punto debe responder, simultáneamente, a dos tipos de solicitaciones. Por una parte, a las que derivan del entorno concreto en que se ubica, por otra, a las que provienen de su pertenencia a un determinado itinerario. Las últimas parecen animar al mantenimiento mantenimiento de una sección homogénea a la lo largo de todo el desarrollo longitudinal de una vía, mientras las primeras parecen reclamar una sección variable en función del entorno concreto atravesado. Una de las tareas principales del proyectista es tratar de conjugar, mediante la adecuada elección de la sección transversal de cada tramo, la necesaria continuidad de los itinerarios, funcionales y formales, con su ineludible adaptación al entorno concreto. Como factores a tener en cuenta en la elección de la sección transversal deberán considerarse, considerarse, al menos: • La clase de vía, el itinerario al que pertenece y su velocidad de referencia. • Las intensidades intensidades de tráfico rodado y peatonal previstas. • La configuración configuración física, los usos del suelo y la edificación en su entorno. • El trazado de los servicios infraestr ucturales ucturales a disponer. • La posible necesidad de ampliación ampliación o modificación en el f uturo.

Asimismo, y aunque ello sea algo muy habitual, habitual, la sección de una vía urbana no tiene por qué ser simétrica. No sólo las solicitaciones a cada lado pueden ser diferentes (presencia de edificación sólo en una, por ejemplo), sino que, cuestiones de orientación y soleamiento pueden hacer más confortable un lado u otro para algunos usuarios o resultar más adecuados para distintos acondicionamientos. acondicionamientos. La no simetría en la sección de las calles también es una medida recomendable en ocasiones para mejorar los niveles sonoros ambientales, ambientales, al favorecer la reducción del efecto cañón. 1.8. Movimientos de tierras.Para el cálculo de movimiento de tierras, se precisa un levantamiento acotado con todos los detalles necesarios o se siguen nivelaciones transversales con distancias muy poco separadas entre si que depende de la forma del terreno y en una longitud que este acondicionada a la altura del proyecto. Como las secciones están dibujadas a igual escala horizontal y vertical, si se dispone de planímetro se puede calcular sus áreas. Otro sistema practico que puede emplearse es el conteo material de los cuadros del papel milimetrado comprendidos dentro de la sección, los centímetros cuadrados representan los metros cuadrados, y después se cuentan medios cuadros y cuartos de cuadro con lo cual, agrupándolos se tendrá el área aproximada a cuartos de metro de cuadrado que en general es suficiente. Conocidas las áreas de todas y cada una de las secciones, se anotan ordenadamente en una tabla y se procede a calcular volúmenes de terracerías. Ya sea en corte o en relleno, el volumen de material se calcula

por tramos entre secciones consecutivas, lo cual puede hacerse por la siguiente formula:

)*d 

V=(

donde A1 y A2, son áreas calculas; “d” distancia entre

estacas. Esta expresión nos sirve para calcular volúmenes de corte o relleno, para el mixto tenemos el razonamiento siguiente en base a la figura.



d1=()*d





d2=()*d

En este caso: Vr= (  )*d1



Vc= (  )*d2

Con volúmenes de corte y relleno, podemos determinar los movimientos de tierra, en función a compensar la tierra de corte para relleno. Tamb ié n se pu ede calcu lar el mov imi ento de tierras co n pr og ramas in fo rm átic os .

Por otro lado el planímetro es un aparato que permite calcular el área de una superficie consignada en un plano a una escala determinada. Existen planímetros mecánicos y electrónicos, siendo más preciso y rápido este último. Tiene la limitante de la longitud de su brazo por lo que para superficies muy grandes se requiere dividir el área y medirla por partes. Chaflanes.- El método de los chaflanes permite obtener las áreas de una manera más rápida sin necesidad de levantar el perfil transversal tr ansversal del terreno en cada una de las abscisas consideradas para el cálculo del movimiento de tierra. Esta metodología es precisa siempre y cuando las secciones transversales sean muy regulares o además de obtener los puntos de los chaflanes se obtengan también los quiebres importantes de la sección. El método de los chaflanes agiliza entonces tanto las labores de campo como los cálculos, pero si las secciones son muy irregulares y se deben tomar varios puntos sobre estas, además de los chaflanes, es más recomendable realizar el cálculo por alguno de los métodos descritos anteriormente, preferiblemente preferiblemente por computador. 1.9. Replanteo de una carretera.La carretera es una faja de terreno con un plano de rodadura especialmente dispuesto para el tránsito adecuado de vehículos y está destinada a comunicar entre si regiones y sitios poblados

El diseño geométrico en planta o alineamiento horizontal, es la proyección sobre un plano horizontal del eje real o espacial de la carretera. En la filosofía del diseño convencional, dicho eje está constituido por una serie de tramos rectos denominados tangentes, enlazados entre si por curvas horizontales. Las curvas horizontales que conectan dos secciones tangentes rectas pueden ser de dos tipos: t ipos: arcos circulares y espirales. Los estudios para trazado y localización de una carretera cubren 5 etapas: Reconocimiento: Reconocimiento: 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. Trazado ante preliminar: Se adopta la mejor o mejores ubicaciones de la vía. Trazado preliminar: 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. Proyecto: Comprende los diseños en planta y en perfil del eje de la vía. Localización: Consiste en las labores necesarias para transferir al terreno el eje de la vía determinado en el proyecto. RUTA: es aquella franja de terreno, de ancho variable, comprendida entre dos puntos obligados extremos y que pasa a lo largo de puntos obligados intermedios, dentro de la cual es factible hacer la localización del trazado de una vía. Puntos obligados: Son aquellos sitios extremos o intermedios por los que necesariamente deberá pasar la vía. La identificación de una ruta a través de estos puntos y su paso por otros puntos secundarios, hace que aparezcan varias rutas alternas. Para todas las rutas alternas es necesario llevar a cabo la selección, que comprende una serie de trabajos preliminares que tienen que ver con acopio de datos (recolección de información básica relacionada con la topografía, la geología, la hidrología, el drenaje y los usos del suelo), estudio de planos, reconocimientos aéreos y terrestres, poligonales de estudio, etc. Evaluación de las rutas: La mejor ruta, será aquella que de acuerdo a las condiciones topográficas, geológicas, hidrológicas y de drenaje, ofrezca el menor costo con el mayor índice de utilidad económica, social y estética. Existen varios métodos de evaluación de rutas entre los que se encuentra el de Bruce que utiliza la siguiente fórmula matemática: matemática: xo = x + k * Donde: xo = Longitud resistente resistent e (m) x = Longitud total del trazado (m) Sumatoria y = desnivel o suma de desniveles (m) k = Inverso del coeficiente de fricción.

2. ANTECEDENTES Un mayor volumen de tráfico, involucra la necesidad de una ampliación del camino carretero, para lograr ello se harán varios estudios especialmente topográficos y los relacionados con el volumen del movimiento de tierras. 3. PROBLEMA A SOLUCIONAR La ampliación de un camino carretero busca solucionar el problema del volumen de tráfico entre dos puntos, en este caso Tani Tani, para lograr una mayor vinculación para el desarrollo socio económico de la Ciudad. 4. JUSTIFICACION El siguiente trabajo justifica su elaboración en la necesidad de mejorar la vinculación hacia Tani Tani, ello beneficiara de Sobre manera a los habitantes de dicha comunidad. 5. OBJETIVOS 

OBJETIVO GENERAL Realizar el diseño de Ampliación del Camino Carretera de la Comunidad de Tani Tani.



OBJETIVOS ESPECIFICO Capacitar al estudiante en el diseño geométrico de carreteras Capacitar al estudiante en el cálculo de movimiento de tierras.

6. DATOS GENERALES DE CALCULO Las características de diseño geométrico para el proyecto están en función de la Categoría 1, por el camino y topografía montañosa típica de la zona, la determinada categoría permite determinar parámetros adecuados para el presente proyecto de acuerdo al listado siguiente 

Velocidad Mínima

50 Km/Hrs



Velocidad Máxima

80 km/hrs



Radio Mínimo

80 m



Peralte máximo

7%



Ancho de Calzada

7m



Ancho mínimo Bermas

1m

7. CALCULO DE RADIO DE CURVATURA EN FUNCION DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ Como se trata de un camino colector en una zona montañosa la velocidad asignada será 80 m y su radio mínimo será 80 m.

Vp (Km/hrs)

E máx. (%)

f

30

7

0.215

40

7

0.198

50

7

0.182

60

7

0.162

70

7

0.149

80

7

0.132

R min 25 50 80 120 180 250

8. CALCULO DE ABERTURA DEL COMPAS SEGÚN PENDIENTE Y TERRENO

             Abertura del Compas

     

9. CALCULO CURVA HORIZONTAL Curva 1 Start Station:

0+065.58

End Station:

0+077.16

Radio: Vp:

80 m 50 Datos Curva Circular

Delta: Radio: Longitud:

14° 44' 51.4709" Type: 80 m 11.583 Tangente:

LEFT

Mid-Ord: Chord:

0.372

0.375 S 67° 17' 52.4863" E

Externa: 11.551 Course:

5.824

Curva 2 Start Station:

0+138.50

End Station: Radio:

0+146.95 80 m

Vp: Delta: Radio:

50 10° 45' 17.3620" 80 m

Longitud: Mid-Ord:

0.198

Chord:

Type:

RIGHT

8.447 Tangente: External:

4.236 0.199

8.434 Course:

S 69° 17' 39.5408" E


0+213.35

End Station: Radio:

0+214.88 80 m

Vp: Datos Curva Circular Delta:

50 01° 56' 55.7011"

Radio: Longitud:

80 m

Mid-Ord:

0.007

Type: 1.531 Tangente:

Chord:

External: 1.531 Course:

RIGHT 0.765 0.007 S 62° 56' 33.0093" E

Curva 4 Start Station: End Station: Radio: Vp: Datos Curva Circular Delta: Radio:

0+282.21 0+288.80 80 m 50 08° 23' 55.9395" 80 m

Longitud: Mid-Ord: Chord:


0.121


RIGHT 3.304 0.121 S 57° 46' 07.1889" E


0+356.13

End Station: Radio:

0+357.66 80 m


50 01° 56' 54.4745"

Radio:

Type:

RIGHT

80 m

Longitud: Mid-Ord:

0.007

Chord:


0.765 0.007

1.530 Course:

S 52° 35' 41.9818" E

Curva 6 Start Station: End Station: Radio: Vp: Datos Curva Circular Delta:

0+415.73 0+440.24 80 m 50 31° 12' 08.3652"

Radio: Longitud:

Type:

LEFT

80 m 24.506 Tangente:

12.565

1.658 External:

1.721

Mid-Ord: Chord:

24.205 Course:

S 67° 13' 18.9272" E

Curva 7 Start Station: End Station: Radio: Vp:

0+494.68 0+503.44 80 m 50

Datos Curva Circular Delta: Radio:

11° 08' 35.0071" 80 m



0.213


RIGHT 4.390 0.214 S 77° 15' 05.6062" E


0+569.87

End Station: Radio:

0+571.00 80 m


50 01° 26' 34.1173"

Radio:

Type:

RIGHT

80 m

Longitud: Mid-Ord:

0.004

Chord:


0.567 0.004

1.133 Course:

S 70° 57' 31.0440" E


0+638.27 0+645.39 80 m 50 09° 04' 05.2529"

Radio: Longitud:

80 m

Mid-Ord:

0.141

Type:

RIGHT

7.122 Tangente:

Chord:


3.568 0.141 S 65° 42' 11.3590" E


0+709.63 0+716.50 80 m 50


09° 07' 26.7803" 80 m



0.143


RIGHT 3.591 0.143 S 56° 36' 25.3424" E


0+780.37

End Station: Radio:

0+788.82 80 m


50 10° 45' 35.7419"

Radio:

Type:

LEFT

80 m

Longitud: Mid-Ord:

0.198

Chord:


4.238 0.199

8.438 Course:

S 57° 25' 29.8232" E


0+843.70 0+867.68 80 m 50 30° 31' 25.8204"

Radio: Longitud:

Type:

LEFT

80 m 23.973 Tangente:

12.278

1.587 External:

1.645

Mid-Ord: Chord:

23.691 Course:

S 78° 04' 00.6043" E


0+919.50 0+933.97 80 m 50


18° 26' 03.9424" 80 m


Type:

14.478 Tangente: 0.581


RIGHT 7.302 0.589 S 84° 06' 41.5433" E

10. CALCULO CURVAS VERTICALES

Datos de la Curva Vertical m=7% n= 8% PECV=1+420.060 CECV=4425.77 PSCV=1+570.06 CSCV=4425.69 L=150 CICV=4423.13

                                 

                                                        

 



  ()    ()    ()    () 

  ()    ()    ()    () 

Cotas de la Curva Vertical a= 4430.24+0.99=4431.23 b=4429.54+0.71=4430.25 c=4428.84+0.48=4429.32 d=4428.14+0.29=4428.43 e=4427.44+0.15=4427.59 f=4426.74+0.05=4426.79 g=4426.04+0.01=4426.05

11. CALCULO PERTALTE EFECTIVO V=50 Km/hrs R=80 m

          12. CALCULO SOBRE ANCHO

          

13. CONCLUSIONES La velocidad en el diseño del proyecto juega un papel muy importante que el proyectista debe considerar. El manejo de paquetes informáticos como el Autocad Civil 2013 es de mucha importancia, aunque si no se tienen los conocimientos teóricos no nos sirve de nada para la interpretación de los resultados. 14. RECOMENDACIONES Aumentar el énfasis en el estudio de los programas informáticos en nuestro caso el Autocad Land o el Autocad Civil 3d. 15. BIBLIOGRAFIA Diseño Geométricos de Carreteras, Administradora Boliviana de carreteras. Apuntes de cátedra Construcción de Carreteras, Ing. Miguel Ángel Veliz

16. MEMORIA DE CALCULO

1 Tangent Start Station: End Station:

0+000.00 0+065.58

Length: Vp:

65.576m 80

Design Checks:

2 Curva Circular Start Station: End Station: Radio: Vp:

0+065.58 0+077.16 80 m 50


0+077.16 0+138.50

Length: Vp:

61.341m 50

Start Station: End Station:

0+138.50 0+146.95

4 Curva Circular

Radio: Vp:

80 m 50

5 Tangent Start Station:

0+146.95

End Station: Length: Vp:

0+213.35 66.399m 50

Start Station:

0+213.35

End Station: Radio:

0+214.88 80 m

6 Curva Circular

Vp:

7 Tangent

50

Start Station:

0+214.88

End Station:

0+282.21

Length: Vp:

67.330m 50

Start Station:

0+282.21

End Station: Radio:

0+288.80 80 m

8 Curva Circular

Vp:

50


0+288.80

End Station: Length: Vp:

0+356.13 67.331m 50

Design Checks:


0+356.13 0+357.66 80 m 50


0+357.66

End Station:

0+415.73

Length: Vp:

58.070m 50


0+415.73 0+440.24 80 m 50


0+440.24 0+494.68

Length:

54.445m

Vp:

50

14 Curva Circular Start Station:

0+494.68

End Station: Radio:

0+503.44 80 m

Vp:

50


0+503.44

End Station: Length:

0+569.87 66.434m

Vp:

50


0+569.87

End Station: Radio:

0+571.00 80 m

Vp:

50


0+571.00 0+638.27

Length:

67.265m

Vp:

50


0+638.27 0+645.39 80 m 50


0+645.39 0+709.63

Length: Vp:

64.241m 50


0+709.63 0+716.50 80 m 50


0+716.80 0+780.37

Length:

63.572m

Vp:

50


0+780.37 0+788.82 80 m 50


0+788.82

End Station:

0+843.70

Length: Vp:

54.884m 50


0+843.70 0+867.68 80 m 50


0+867.68

End Station:

0+919.50

Length: Vp:

51.819m 50


0+919.50

End Station: Radio: Vp:

0+933.97 80 m 50

Start Station:

0+933.97

End Station: Length:

0+992.37 58.392m

27 Tangent

Vp:

50


0+992.37 1+003.72 80 m 50

proyecto diseño de carreteras

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