Solucion Examen De caminos

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

EXAMEN PARCIAL N° 03-A PREGUNTA Nº 01: (04 Puntos). Para Se tienen los siguientes datos de una curva circular simple derecha en una vía con calzada de 7.30 metros: Descripción

Valor

Unidad

Radio

120

Metros (m)

Velocidad Especifica

60.00

Km/h

Progresiva PC

00 + 417.81

Kilómetros (Km)

Progresiva PT

00 + 465.32

Kilómetros (Km)

Calzada

7.30

Metros (m)

Bombeo

2.00

Porciento (%)

Calcular: a). Calcular la tabla de peralte y Sobre Anchos para la curva desarrollando la transición toda por fuera de la curva.

SOLUCION A PREGUNTA Nº 01: (04 Puntos) Verificación del Angulo de Deflexión: De las Formulas de Elementos de Curva se tiene: Grado de Curvatura Gc = 2 * Sen-1 (C / (2 * R))

=

2 * Sen-1 (10 / (2 * 120))

=

4° 46’ 34”

=

47.51 m

Longitud de Curva Lc = 00 + 417.81 – 00 + 465.32 = 47.51 m Reemplazando en la ecuación de Longitud de Curva se tiene Lc = C * ∆ / Gc 47.51 = 10 * ∆ / 4° 46’ 34”

=

22° 41’ 27.32”

Angulo de Deflexión ∆ = 22° 41’ 27.32”

Se verifica que el ángulo de deflexión supera los 5°, el cual indica que es un ángulo suficiente para proporcionar una longitud de transición adecuada y una Longitud mínima de curva recomendable. 1.00

CALCULO DEL PERALTE MAXIMO - DG2014

En ese contexto se realiza la verificación del diseño para el tipo de vía para el cual fue diseñado, para ello se utiliza la Tabla 302.02: Radios Mínimos y peraltes máximos para diseño de carreteras, de ello se determina que la carretera ha sido diseñado para un AREA RURAL (Plano u Ondulado o Accidentada), así mismo verificando la tabla 304.05: Valores de Peralte Máximo, se puede determinar que ello se encuentra en el orden del 8.00 %


2.00

CALCULO DE PERALTE MAXIMO– METODO GRAFICO

Inicialmente se determina el peralte requerido para una curva con radio de 120 metros y la velocidad especifica correspondiente a este radio. Para ello empleamos la Figura 01 correspondiente a la gráfica Relación Peralte – Radio y Velocidad – Radio. Entrando con un valor de 120.00 m en las abscisas se sube verticalmente hasta cortar la curva Velocidad – Radio y luego sobre la margen derecha se obtiene la velocidad específica cuyo valor es de 60 Km/h. Si continuamos sobre la misma línea vertical hasta llegar al cruce con la curva Peralte – Radio se tiene que el peralte requerido es el máximo, o sea 8.0%. Se puede verificar en la gráfica que para radios menores de 170 metros el valor del peralte es 8.0%. FIGURA N° 01


3.00

CALCULO DE LA LONGITUD DE TRANSICION DEL PERALTE

Para ello es necesario calcular la Maxima Inclinación de cualquier borde de la Calzada respecto al eje de la vía teniendo lo siguiente:

iPmax = 1.8 – 0.01 x V Donde: iPmax V

: Maxima Inclinación de cualquier borde de la Calzada respecto al eje de la vía (%) : Velocidad de Diseño (Km/h)

Teniendo:

iPmax = 1.8 – 0.01 x (60) = 1.20 % iPmax = 1.20 % Así mismo para el cálculo de la longitud de transición del peralte tendrá por tanto una longitud mínima definida por la fórmula:

Lt

=

Pf - Pi ---------------- x B

iPmax Donde: Lt Pf Pi B

: Longitud mínima del tramo de transición del peralte (m) : Peralte Final (%) : Peralte Inicial (%) : Distancia del borde de la calzada al eje de giro del peralte (m)

Teniendo lo siguiente:

Lt

=

8 – (-2) ------------- x 7.30 1.20

=

Lt

=

60.83 m

Asumimos: Lt = 65.00 m 4.00

CALCULO DE N (Distancia de Atenuación de Bombeo)

N

=

B x Pi ----------------

N

iPmax N

Asumimos N = 12.50 m

=

12.16 m

=

7.3 * 2 ----------1.20


5.00

CALCULO DE LOS PUNTOS DEL DIAGRAMA

Se procede ahora a calcular los puntos del diagrama de peralte: A = PC – Lt – N = 417.81 – 65.00 – 12.50 = 340.31 B = A + N = 340.31 + 12.50 = 352.81 C = B + N = 352.81 + 12.50 = 365.31 D = PC = 417.81 E = PT = 465.32 F = PT + Lt – N = 465.32 + 65.00 – 12.50 = 517.82 G = PT + Lt = 465.32 + 65.00 = 530.32 H = G + N = 530.32 + 12.50 = 542.82 Se tiene entonces que para estos puntos el valor del peralte es el siguiente: PUNTO

PROGRESIVA

PERALTE IZQ. (%)

A B C D = PC E = PT F G H

00 + 340.31 00 + 352.81 00 + 365.31 00 + 417.81 00 + 465.32 00 + 517.82 00 + 530.32 00 + 542.82

- 2.00 0.00 + 2.00 + 8.00 + 8.00 + 2.00 0.00 - 2.00

PERALTE DER. (%) - 2.00 - 2.00 - 2.00 - 8.00 - 8.00 - 2.00 - 2.00 - 2.00


6.00

CALCULO DEL FACTOR DEL PERALTE

Fp

=

Pf ------Lt

=

Fp

=

Fp

=

8.00 -----------65.00

0.123

Significa entonces que por cada metro el peralte varia 0.123 % y por cada 10 metros varia 1.23 % 7.00

CALCULO DE LOS PERALTES EN LAS PROGRESIVAS DE LA TRANSICION Y CURVA HORIZONTAL

Para hallar el peralte en la progresiva 00 + 350.00 se calcula la distancia hasta el punto B D350 = 350.00 - 352.81 = - 2.81 Entonces el peralte para el carril izquierdo es: P350 = (- 2.81 * 8.00) / 65.00 = - 0.35 %, para el carril derecho continua siendo - 2.00 % De igual forma se calcula para la progresiva 00 + 360.00, en este caso se hará con el factor de peralte: D360 = 360.00 - 352.81 = 7.19 El peralte para el carril izquierdo será: P360 = 7.19 * 0.123 = 0.88 %, para el carril derecho continua siendo - 2.00 % Se continúa para la progresiva 00 + 370.00, en este caso se hará con el factor de peralte: D370 = 370.00 - 352.81 = 17.19 El peralte para el carril izquierdo será: P370 = 17.19 * 0.123 = 2.11 %, para el carril derecho - 2.11 % Se puede Observar que si al peralte de la progresiva 00 + 350 es sumado el valor de 1.23 correspondiente al cambio de peralte por cada 10.00 m, obtenemos el peralte de la Progresiva 00+ 360 P360 = - 0.35 + 1.23 = 0.88 % En ese contexto partiendo del factor de peralte 1.23 % y teniendo en cuenta que las progresivas van en aumento cada 10.00 m obtendremos para los siguientes peraltes hasta el PC lo siguiente: P380 = 2.11 + 1.23 = 3.34 % para el carril izquierdo y para el carril derecho - 3.34 % P390 = 3.34 + 1.23 = 4.57 % para el carril izquierdo y para el carril derecho - 4.57 %


P400 = 4.57 + 1.23 = 5.80 % para el carril izquierdo y para el carril derecho - 5.80 % P410 = 5.80 + 1.23 = 7.03 % para el carril izquierdo y para el carril derecho - 7.03 % Las progresivas 420, 430, 440, 450 y 460 se encuentran dentro de la curva circular y por lo tanto el valor de sus peraltes es de 8.00 % para la izquierda y – 8.00 % para la derecha. El peralte correspondiente a la rampa de salida se calcula de forma análoga, pero tomando la distancia a partir de la progresiva 00 + 530.32 (Punto G), por lo tanto el peralte de la progresiva 00 + 470.00 es: D470 = 530.32 – 470.00 = 60.32 m Entonces el peralte para el carril izquierdo es: P470 = (60.32 * 8.00) / 65.00 = 7.42 %, para el carril derecho continua siendo - 7.42 % También se puede calcular con el factor peralte, como se hará en la progresiva 00 + 480.00 D480 = 530.32 – 480.00 = 50.32 m P480 = 50.32 * 0.123 = 6.19 %, para el carril derecho continua siendo - 6.19 % O restando en este caso, el factor para cada diez metros como las progresivas 490, 500, 510, 520, 530 y 540 P490 = 6.19 % - 1.23 % = 4.96 % P500 = 4.96 % - 1.23 % = 3.73 % P510 = 3.73 % - 1.23 % = 2.50 % P520 = 2.50 % - 1.23 % = 1.27 % P530 = 1.27 % - 1.23 % = 0.04 % P540 = 0.04 % - 1.23 % = 1.19 % Los peraltes calculados corresponden al Carril Izquierdo, mientras que para el carril derecho su valor es igual pero de signo contrario solo hasta donde el peralte sea mayor del 2.00%, o sea las progresivas 470, 480, 490, 500, 510. El peralte derecho para las progresivas 520, 530, 540 es de 2.00% 8.00

CALCULO DEL SOBREANCHO Y SU LONGITUD DE TRANSICION

Para el cálculo se ha considerado un vehículo de Diseño C-2 y que la vía tienes 02 carriles: Longitud de Eje Posterior y Parachoque = 7.30 m Se tiene la siguiente formula:


Por lo tanto: Sa = 2 * (120 – SQRT (120.002 – 7.302)) + 60 / (10 * SQRT(120)) Sa = 2 * (120 – SQRT (14346.71)) + 60 / (10 * 10.954) Sa = 2 * (120 – 119.78) + 0.55 Sa = 0.99 m Asumimos el Sobre Ancho máximo Sa = 1.00 m Para la repartición del sobreancho se hace en forma lineal empleando para ello, la longitud de Transición del Peralte, de esta forma se puede conocer el sobreancho deseado en cualquier punto, usando la siguiente formula

San

=

Sa ---------------Lt

x Ln

Donde: San Sa Lt Ln

: Sobreancho deseado en cualquier punto (m) : Sobreancho Calculado para la Curva (m) = 1.00 m : Longitud mínima del tramo de transición del peralte (m) = 65.00 m : Longitud a la cual se desea determinar el sobreancho (m)

Teniendo las progresivas empleadas en la longitud de transición, para hallar el sobreancho en la progresiva 00 + 360.00 se calcula la distancia a partir del punto B Ln360 = 360.00 - 352.81 = 7.19 m Sa360 = (1.00/65.00) * 7.19 = 0.11 m == Sa360 = 0.11 m Ln370 = 370.00 - 352.81 = 17.19 m Sa370 = (1.00/65.00)* 17.19 = 0.26 m == Sa370 = 0.26 m Ln380 = 380.00 - 352.81 = 27.19 m Sa380 = (1.00/65.00)* 27.19 = 0.42 m == Sa380 = 0.42 m Ln390 = 390.00 - 352.81 = 37.19 m Sa390 = (1.00/65.00)* 37.19 = 0.57 m == Sa390 = 0.57 m Ln400 = 400.00 - 352.81 = 47.19 m Sa400 = (1.00/65.00)* 47.19 = 0.73 m == Sa400 = 0.73 m Ln410 = 400.00 - 352.81 = 57.19 m


Sa410 = (1.00/65.00)* 57.19 = 0.88 m == Sa410 = 0.88 m B = PC = 417.81 – 352.81 = 65.00 m SaPC = (1.00/65.00)* 65.00 = 1.00 m == SaPC = 1.00 m 9.00

TABLA DE PERALTES Y SOBREANCHOS

A continuación se tiene la tabla completa del cálculo de Peralte de toda la curva: PUNTO

PROGRESIVA (Km)

A

00 + 340.31 00 + 350.00 00 + 352.81 00 + 360.00 00 + 365.31 00 + 370.00 00 + 380.00 00 + 390.00 00 + 400.00 00 + 410.00 00 + 417.81 00 + 420.00 00 + 430.00 00 + 440.00 00 + 450.00 00 + 460.00 00 + 465.32 00 + 470.00 00 + 480.00 00 + 490.00 00 + 500.00 00 + 510.00 00 + 517.82 00 + 520.00 00 + 530.00 00 + 530.32 00 + 540.00 00 + 542.82

B C

D = PC

E = PT

F

G H

PERALTE (%) IZQ. DER. - 2.00 - 2.00 - 0.35 - 2.00 0.00 - 2.00 + 0.88 - 2.00 + 2.00 - 2.00 + 2.11 - 2.11 + 3.34 - 3.34 + 4.57 - 4.57 + 5.80 - 5.80 + 7.03 - 7.03 + 8.00 - 8.00 + 8.00 - 8.00 + 8.00 - 8.00 + 8.00 - 8.00 + 8.00 - 8.00 + 8.00 - 8.00 + 8.00 - 8.00 + 7.42 - 7.42 + 6.19 - 6.19 + 4.86 - 4.86 + 3.73 - 3.73 + 2.50 - 2.50 + 2.00 - 2.00 + 1.27 - 2.00 + 0.04 - 2.00 0.00 - 2.00 - 1.19 - 2.00 - 2.00 - 2.00

SOBREANCHOS (m)

0.00 0.11 0.18 0.26 0.42 0.57 0.73 0.88 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.88 0.73 0.57 0.42 0.26 0.18 0.11 0.02 0.00


PREGUNTA Nº 02: (06 Puntos). En una Carretera, cuyas características se adjunta, se desea calcular, de acuerdo a los siguientes alineamientos verticales y Transversales: Alineamiento

Pendiente

Valor de Medición

AB

+4%

200 m

BC

-2%

250 m

Longitud de Curva Vertical

Lcv.

120 m Valor de Medición

Seccionamiento

Denominación

Ancho de Calzada

C

7.40 m

Berma

B

Por Definir

Talud Corte

Zc

Roca Suelta

Talud Relleno

Zr

Grava y Arena Limosa

La Velocidad Directriz es de 50 km/h. Tipo de pavimento: Tipo inferior (Afirmado), Si la Cota de Sub Rasante y Terreno del punto A = 1522.00; y la Progresiva de A = km. 01+000.00, se pide: Siendo Datos de Secciones Transversales en la Curva Cada 20.00 M se tiene: CSR: Cota Sub Rasante CT: Cota de Terreno PCv: Progresiva del PCv (Km) Desnivel Distancia

1.20 20.80

0.80 13.40

0.50 8.60

CT: 1531.00 X = PCv

- 0.20 4.50

- 0.40 12.30

- 0.50 18.10

Desnivel Distancia

1.40 18.50

0.90 12.50

0.40 8.40

CT: 1535.00 X + 020

- 0.30 5.50

- 0.30 15.50

- 0.70 19.30

Desnivel Distancia

1.30 20.00

1.10 15.00

0.30 8.20

CT: 1537.00 X + 040

- 0.40 7.20

- 0.60 14.30

- 1.80 18.40

Desnivel Distancia

1.20 19.50

0.90 15.00

0.40 7.00

CT: 1534.00 X + 060

- 0.40 4.80

- 0.60 11.20

- 1.80 18.50

Desnivel Distancia

0.30 19.00

- 0.50 14.50

- 0.20 7.50

CT: 1527.00 X + 080

- 0.40 5.40

- 0.60 10.90

- 1.20 20.00

Desnivel Distancia

1.20 18.00

-1.10 10.00

- 0.50 6.30

CT: 1525.00 X + 100

- 0.40 6.60

- 0.60 15.30

- 0.80 18.70

Desnivel Distancia

- 1.00 16.00

0.50 9.00

- 0.80 6.10

CT: 1526.00 PTv = ?

- 0.40 8.50

- 0.60 12.60

- 1.50 19.20

Calcular en las Progresivas de la Curva Vertical:

a). b). c). d).

Las cotas corregidas de la subrasante, de acuerdo a las ordenadas de la curva. Las progresivas del alineamiento Vertical corregidas a las abscisas de la Curva. Graficar a Escala y Calcular el Área de Cortes y Rellenos Totales Calcular el Volumen de Corte y Relleno Total


SOLUCION A PREGUNTA Nº 02: (06 Puntos) 1.00

CALCULO DE LAS COTAS EN LA TANGENTE Y EN LA CURVA DE ENTRADA Y SALIDA

X 105.00

B PIv. Cota = 1530.00 - 2.00 %

PTv = Cota = 1528.80 PCv = Cota = 1527.60

C

4.00 %

1522.00 A Cota = 1522.00

Lcv = 120.00 m Lcv/2 = 60.00

Lcv/2 = 60.00

Y 01+000.00

01+140.00

01+200.00

01+260.00

01+450.00

Calculo de las Cotas de PCv, PIv y PTv Calculo del Desnivel del Punto PCv Cota PCv = Cota A + (m x L) = 1522.00 + (0.04 * 140.00) = 1522.00 + 5.60 = 1527.60 Cota PCv = 1527.60 Calculo del Desnivel del Punto PIv Cota PIv = Cota A + (m x L) = 1522.00 + (0.04 * 200.00) = 1522.00 + 8.00 = 1530.00 Cota PIv = 1530.00 Calculo del Desnivel del Punto PTv Cota PTv = Cota PIv - (m x L) = 1530.00 - (0.02 * 60.00) = 1530.00 – 1.20 = 1528.80 Cota PTv = 1528.80

a) Calculo de las Cotas en la Tangente de Entrada i = 4.00% (lado Izquierdo de la Curva Vertical = 60.00 m)  Cota del PCv

hPCv =

4.00 x 60.00 --------------------100

Cota de PCv = Cota PIv - 2.40 Cota de PCv = 1530 – 2.40  Cota del Punto P1 (50.00 m)

= 2.40 m

COTA PCv = 1527.60


4.00 x 50.00 --------------------100

hP1 =

= 2.00 m

Cota de P1 = Cota PIv - 2.00 Cota de P1 = 1530.00 - 2.00

COTA P1 = 1528.00

 Cota del Punto P2 (40.00 m) 4.00 x 40.00 --------------------100

hP2 =

= 1.60 m

Cota de P2 = Cota PIv - 1.60 Cota de P2 = 1530.00 – 1.60

COTA P2 = 1528.40

 Cota del Punto P3 (30.00 m) 4.00 x 30.00 --------------------100

hP3 =

= 1.20 m


COTA P3 = 1528.80

 Cota del Punto P4 (20.00 m)

hP4

4.00 x 20.00 --------------------100

=

= 0.80 m

Cota de P4 = Cota PIv – 0.80 Cota de P4 = 1530.00 – 0.80

COTA P4 = 1529.20


Hp5 =

4.00 x 10.00 --------------------100

= 0.40 m


COTA P5 = 1529.60

b) Calculo de las Cotas en la Tangente de Salida i = - 2.00% (lado derecho de la Curva Vertical = 60.00 m)  Cota del PTv

hPTv

=

2.00 x 60.00 --------------------100

= 1.20 m


Cota de PTv = Cota PIv – 1.20 Cota de PTv = 1530.00 – 1.20

COTA PTv = 1528.80


hP6 =

2.00 x 10.00 --------------------100

= 0.20 m


COTA P6 = 1529.80


hP7 =

2.00 x 20.00 --------------------100

= 0.40 m


COTA P7 = 1529.60


hP8 =

2.00 x 30.00 --------------------100

= 0.60 m


COTA P8 = 1529.40


hP9 =

2.00 x 40.00 --------------------100

= 0.80 m


COTA P9 = 1529.20


hP10 =

2.00 x 50.00 --------------------100


= 1.00 m

COTA P6 = 1529.00


c)

Calculo de las Ordenadas “Y” para la primera mitad de la curva Vertical (de Entrada i1 = 4.00%) (lado Izquierdo de la Curva Vertical = 60.00 m)

i YP1 = ----------2 * Lcv

* X2

6/100 YP1

=

2 * 120

Teniendo como datos Iniciales:

1 YP1 =

Lcv = 120.00 m i = 6.00 %

-------------* (X)2

-----------* (X)2

4000

 Ordenada “Y” del Punto P1 (X1 = 10.00 m) – Distancia desde el PCv

1 YP1

=

--------- * (10)2

YP1= 0.025 m

4000  Ordenada “Y” del Punto P2 (X2 = 20.00 m) – Distancia desde el PCv

1 YP2 = --------- * (20)2 4000

YP2= 0.100 m


1 YP3 = --------- * (30)2 4000

YP3= 0.225 m


1 YP4 = --------- * (40)2 4000

YP4= 0.400 m


1 YP5

=

--------- * (50)2

YP5= 0.625 m

4000  Ordenada “Y” del Punto PI (XPI = 60.00 m) – Distancia desde el PCv

1 YPI

=

--------- * (60)2

4000

YP2= 0.900 m


d) Calculo de las Ordenadas “Y” para la SEGUNDA mitad de la curva Vertical (de Salida i2 = 2.00%) (lado Derecho de la Curva Vertical = 60.00 m) Podrá usted observar que gracias a la simetría de la curva vertical cóncava; las Ordenadas ubicadas a la derecha del PIv; son iguales a sus similares localizados a la izquierda del mismo punto todos ello medidos desde el PTv. Cota en Tangente Punto

Progresiva

(de acuerdo a la Pendiente) = (A)

A PCv P1 P2 P3 P4 P5 PIv = B P6 P7 P8 P9 P10 PTv C

01+000.00 01+140.00 01+150.00 01+160.00 01+170.00 01+180.00 01+190.00 01+200.00 01+210.00 01+220.00 01+230.00 01+240.00 01+250.00 01+260.00 01+450.00

1530.000 1527.600 1528.000 1528.400 1528.800 1529.200 1529.600 1530.000 1529.800 1529.600 1529.400 1529.200 1529.000 1528.800

Ordenada “Y” = (B)

Cota en Curva Convexa = C = (A) - (B)

0.000 0.025 0.100 0.225 0.400 0.625 0.900 0.625 0.400 0.225 0.100 0.025 0.000

1527.600 1527.975 1528.300 1528.575 1528.800 1528.975 1529.100 1529.175 1529.200 1529.175 1529.100 1528.975 1528.800


e) Calculo de la Sección Transversal – Cotas de Terreno CSR: Cota Sub Rasante CT: Cota de Terreno

f)

Cota de Terreno Desnivel Distancia Cota de Rasante

1532.20 1.20 20.80

1531.80 0.80 13.40

1531.50 0.50 8.60

PCv CT: 1531.00 01 + 140.00 CSR: 1527.60

1530.80 - 0.20 4.50

1530.60 - 0.40 12.30

1530.50 - 0.50 18.10


1536.40 1.40 18.50

1535.90 0.90 12.50

1535.40 0.40 8.40

P2 CT: 1535.00 01 + 160.00 CSR: 1528.30

1534.70 - 0.30 5.50

1534.70 - 0.30 15.50

1534.30 - 0.70 19.30


1538.30 1.30 20.00

1538.10 1.10 15.00

1537.30 0.30 8.20

P4 CT: 1537.00 01 + 180.00 CSR: 1528.80

1536.60 - 0.40 7.20

1536.40 - 0.60 14.30

1535.20 - 1.80 18.40


1535.20 1.20 19.50

1534.90 0.90 15.00

1534.40 0.40 7.00

PIv CT: 1534.00 01 + 200.00 CSR: 1529.10

1533.60 - 0.40 4.80

1533.40 - 0.60 11.20

1532.20 - 1.80 18.50


1527.30 0.30 19.00

1526.50 - 0.50 14.50

1526.80 - 0.20 7.50

P7 CT: 1527.00 01 + 220.00 CSR: 1529.20

1526.60 - 0.40 5.40

1526.40 - 0.60 10.90

1525.80 - 1.20 20.00


1526.20 1.20 18.00

1523.90 -1.10 10.00

1524.50 - 0.50 6.30

P9 CT: 1525.00 01 + 240.00 CSR: 1529.10

1524.60 - 0.40 6.60

1524.40 - 0.60 15.30

1524.20 - 0.80 18.70


1525.00 - 1.00 16.00

1526.50 0.50 9.00

1525.20 - 0.80 6.10

PTv CT: 1526.00 01 + 260.00 CSR: 1528.80

1525.60 - 0.40 8.50

1525.40 - 0.60 12.60

1524.50 - 1.50 19.20

Graficando la Sección Transversal – Plantilla de Corte y Relleno con altura menor a 5.00 m Ancho de Calzada = 7.40 m Berma = para Carretera Afirmada (Tercera clase N° 3) = B = 0.90 m Talud de Corte = de la tabla 304.10 para roca suelta el talud es Zc = 1:4 – 1:6, se asume Zc = 1:5 Talud de Relleno = de la tabla 304.11 para Grava y Arena Limosa el talud es Zr = 1: 1.5 Bombeo = 3.00 %


Utilizando cualquiera de los métodos de cálculo de área de corte en secciones transversales se tiene:

De los gráficos de las secciones transversales a escala se ha determinado las áreas de corte y áreas de relleno y se muestra en la siguiente tabla de resumen. MOVIMIENTO DE TIERRAS DE LA CURVA VERTICAL CONCAVA Cotas Progresivas 01+140.00 01+160.00 01+180.00 01+200.00 01+220.00 01+240.00 01+260.00

Terreno 1531.00 1535.00 1537.00 1534.00 1527.00 1525.00 1526.00

Sub Rasante 1527.60 1528.30 1528.80 1529.10 1529.20 1529.10 1528.80

Altura

Area

Corte Relleno

Corte Relleno

3.40 6.70 8.20 4.90

28.174 59.187 74.638 41.420 2.20 4.10 2.80

A1 + A2

Distancia /2 Corte Relleno

87.361 133.825 116.058 20.148 41.420 20.148 43.526 63.674 27.354 70.880

10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00

Volumen Corte 873.61 1338.25 1160.58 414.20

Relleno

201.48 636.74 708.80

Total de Volumen (m3) 3786.64 1547.02


PREGUNTA Nº 3 (Puntaje 4): En una Carretera del ámbito de la Región San Martin, la ubicación y área de influencia están entre las Cotas altitudinales de 500 y 1,000 m.s.n.m., ubicándose esta zona entre el Porvenir (Km 690+000) y Nueva Cajamarca (Km 710+000 con una longitud de cuenca de 1700 m. Dicha área tiene clima per húmedo - templado cálido con temperatura media de 25º y 30º C, precipitación promedio anual 3,000 mm. Deben considerarse áreas protegidas para preservar el régimen hídrico y evitar derrumbes y pérdidas de suelos por erosión hídrica. Ubicándose en la ZONA DE VIDA, Bosque Muy Húmedo Montano Bajo tropical (Datos obtenidos del ESTUDIO HIDROLOGÍCO REGIONAL DE LA REGIÓN SAN MARTIN) Para el presente diseño asumir un Período de Retorno de obras de drenaje dadas por el MTC – DG2014

a). Calcular las dimensiones de la Cuneta, sabiendo que:

SOLUCION A PREGUNTA Nº 03: (04 Puntos) Para el presente diseño asumiremos un Período de Retorno de obras de drenaje dadas por el MTC el cual se presentan en la sgte Tabla:


El caudal superficial (Q), Q = 0.0175 m3/seg. (obtenido a partir de datos hidrológicos utilizando el Método Racional), pendiente (S) de 2 %0, ancho (b) de 0.50 m, con una profundidad de 0.40m, taludes Z1 =1.0 y Z2 = 1.0 Q = 0.0175 m3/s S = 0.002 b = 0.50 m Z1 = 1.0 Z2 = 1.0 Bl + Y = 0.30 m Para ello utilizaremos la fórmula de Manning: 2

𝐴 ∗ 𝑅 3 ∗ 𝑆 1/2 𝑄= 𝑛 Los valores de n para la fórmula de Manning las obtenemos de la sgte Tabla:

En donde, n = 0.017 (revestido de concreto áspero) Además se tiene que: 𝑃 = 𝑌(√1 + 𝑍1 2 + √1 + 𝑍2 2 )

𝐴=

𝑌 2 (𝑍1 + 𝑍2 ) 2


𝑅=

𝑌 2 (𝑍1 + 𝑍2 )/2 𝑌(√1 + 𝑍1 2 + √1 + 𝑍2 2 )

Entonces reemplazamos: 𝑄∗𝑛 𝑌 2 (𝑍1 + 𝑍2 )/2 = [ ] 𝑆 1/2 𝑌(√1 + 𝑍1 2 + √1 + 𝑍2 2 )

2/3

∗

𝑌 2 (𝑍1 + 𝑍2 ) 2

0.063 ∗ 0.017 𝑌 2/3 =( ) ∗ 𝑌2 1/2 0.002 2√2 𝑌 = 0.198 𝑚 Asumimos: 𝒀 = 𝟎. 𝟐𝟎 𝒎 Finalmente se tiene: Ancho superior

= 0.50 m

Profundidad

= 0.30 m

Perímetro mojado = 0.566 m Área Hidráulica

= 0.04 m2

Radio hidráulico = 0.071 m

PREGUNTA Nº 4 (Puntaje 4) Definir los objetivos principales de la Curva Masa

SOLUCION A PREGUNTA Nº 04: (04 Puntos) Los Objetivos Principales de la Curva Masa son los siguientes: a) b) c) d) e)

Compensar Volúmenes Fijar el Sentido de los movimientos del material de corte y relleno Fijar los Límites del Acarreo Libre Calcular los Sobre Acarreos Controlar préstamos y Desperdicios


PREGUNTA Nº 5 (Puntaje 2) Los estudios previos al diseño de las alcantarillas se pueden dividir en 03 grupos definir cada una de ellas:

SOLUCION A PREGUNTA Nº 05: (02 Puntos) Los estudios previos al diseño de las alcantarillas se pueden dividir en los siguientes grupos:

1.

Estudios Hidrológicos. El ciclo hidrológico es un acontecimiento importante en el diseño de sistemas de drenaje vial, ya que de este nos importan dos fases importantes que son: la Precipitación y el escurrimiento. Los principios de hidrología relacionados con el estudio del drenaje de la carretera son aplicables al diseño de alcantarillas, siempre que se disponga de datos suficientes. Es probable, sin embargo, que la información de precipitación y escurrimiento para las corrientes que se tratan de evacuar a través de las alcantarillas no sea obtenible, y que sea necesario utilizar datos deducidos de la observación del comportamiento de estructuras similares en la región. También es posible hacer predicciones del escurrimiento para áreas locales no medidas, a partir de los registros de áreas similares para las cuales el escurrimiento haya sido medido. En el análisis hidrológico para una estructura de drenaje, debe ser reconocido que hay muchos factores variables que afectan las estructuras. Algunos de los factores que necesitan ser reconocidos y ser considerados son por ejemplo: precipitación, tamaño, forma, y orientación del área del drenaje, Cubierta de tierra, Tipo de suelo, pendientes del terreno.

2.

Estudios Topográficos. La selección del tamaño y tipo de estructura de drenaje, aceptable a un sitio determinado, depende grandemente de la precisión con que se puedan señalar sobre los planos topográficos o sobre fotografías aéreas de los alrededores de la carretera, las cuencas de los arroyos y corrientes de agua que cruzan la vía, el perfil longitudinal del canal a la entrada y salida de la alcantarilla y su sección transversal, la sección transversal del terraplén, las cotas de inundación permisibles a la entrada y salida de la estructura, la naturaleza del lecho del canal, las posibilidades de erosión, etc.

3.

Estudios Hidráulicos. La finalidad del diseño hidráulico de las alcantarillas es encontrar el tipo y tamaño de las mismas que desagüen de la manera más económica la corriente originada por una lluvia de frecuencia establecida. Generalmente, la alcantarilla reduce el cauce de corriente, ocasionando un represamiento del agua a su entrada y un aumento de su velocidad dentro del conducto y a la salida. El


éxito del diseño hidráulico radica, por consiguiente, en proveer una estructura con capacidad de descargar, económicamente, una cierta cantidad de agua dentro de límites establecidos de elevación del nivel de las aguas y de velocidad. Cuando la altura y la descarga han sido determinadas, la finalidad del diseño es proporcionar la alcantarilla más económica, la cual será la que con la menor sección transversal satisfaga los requerimientos del diseño.

Solucion Examen De caminos

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