Carreteras: Diseño Geometrico en Planta y en Perfil lunes 5 de octubre de 2009 Sección 403: Diseño Geométrico del Perfil Longitudinal 403.01 GENERALIDADES El perfil longitudinal está controlado principalmente por: · Categoría del Camino · Velocidad de Diseño · Topografía · Alineamiento Horizontal · Distancias de Visibilidad · Seguridad · Drenaje · Costos de Construcción · Valores Estéticos. 403.02 CONSIDERACIONES DE DISEÑO Una rasante en que se alternan pendientes de diverso sentido y/o magnitud en cortas longitudes genera numerosos quiebres, tipificando la situación opuesta a la descrita como deseable. Puntos bajos sin visibilidad, seguidos por tramos que son visibles, crean desconcierto en el usuario y son causa de aumento de los accidentes asociados a maniobras de adelantamiento. En pendientes de bajada, largas y pronunciadas, es conveniente disponer, cuando sea posible, carriles de emergencia que permitan maniobras de frenado en caso de falla de frenos. No se debe colocar la parte inferior de una curva vertical cóncava en un tramo en corte, debido a las dificultades de drenaje. Asimismo, se deberá evitar colocar una curva vertical convexa entre dos tangentes planas en una zona en corte, ya que el drenaje será muy pobre. En áreas sujetas a inundaciones, se colocará la rasante por lo menos 500 mm por encima del nivel ordinario de aguas altas, protegiendo convenientemente los taludes. 403.03 CURVAS VERTICALE V ERTICALES S 403.03.01 Necesidad de Curvas Verticales La función de las curvas verticales consiste en reconciliar las tangentes verticales de las gradientes. Las curvas parabólicas se usan casi exclusivamente para conectar tangentes verticales por la forma conveniente en que pueden calcularse las ordenadas verticales. Esas parábolas, de 2º grado, son definidas por su parámetro de curvatura K, que equivale a la longitud de la curva en el plano horizontal, en metros, para cada 1% de variación en la pendiente, así: K = L/A Donde, L = Longitud de la curva vertical
A = Valor Absoluto de la diferencia algebraica de las pendientes Además podrían emplearse curvas circulares de radio grande, según la relación R=100 K 403.03.02 Proyecto de las Curvas Verticales Las curvas verticales se proyectan, para que en su longitud se efectúe el paso gradual de la pendiente de la tangente de entrada a la de la tangente de salida. Deben dar por resultado una vía de operación segura y confortable, apariencia agradable y con características de drenaje adecuadas. Para una operación segura de los vehículos al circular sobre curvas verticales, especialmente si son convexas, deben obtenerse distancias de visibilidad adecuadas, como mínimo iguales a la de parada. Debido a los efectos dinámicos, para que exista comodidad es necesario que la variación de pendiente sea gradual, situación que resulta más crítica en las curvas cóncavas, por actuar las fuerzas de gravedad y centrífuga en la misma dirección. Generalmente se proyectan curvas verticales simétricas, es decir, aquellas en las que las tangentes son de igual longitud. Las tangentes desiguales o las curvas verticales no simétricas son curvas parabólicas compuestas. Por lo general, su uso se garantiza sólo donde no puede introducirse una curva simétrica por las condiciones impuestas del alineamiento. El proyecto de curvas verticales, puede resumirse en cuatro criterios para determinar la longitud de las curvas: ☼ Criterios de Comodidad. Se aplica al diseño de curvas verticales cóncavas en donde la fuerza centrífuga que aparece en el vehículo al cambiar de dirección se suma al peso propio del vehículo. Generalmente queda englobado siempre por el criterio de seguridad. ☼ Criterios de Operación. Se aplica al diseño de curvas verticales con visibilidad completa, para evitar al usuario la impresión de un cambio súbito de pendiente. ☼ Criterios de Drenaje. Se aplica al diseño de curvas verticales convexas ó cóncavas cuando están alojadas en corte. Para advertir al diseñador la necesidad de modificar las pendientes longitudinales de las cunetas. ☼ Criterios de Seguridad. Se aplica a curvas cóncavas y convexas. La longitud de la curva debe ser tal, que en todo su desarrollo la distancia de visibilidad sea mayor o igual a la de parada. En algunos casos el nivel de servicio deseado puede obligar a diseñar curvas verticales con la distancia de visibilidad de paso. 403.03.03 Longitud de las Curvas Convexas. La longitud de las curvas verticales convexas, viene dada por las siguientes expresiones: (a) Para contar con la visibilidad de parada (Dp)
Cuando Dp < L; Cuando Dp >= L;
Donde, para todos lo casos. L: Longitud de la curva vertical (m) Dp: Distancia de visibilidad de parada (m) A: Diferencia algebraica de pendientes (%) h1: Altura del ojo sobre la rasante (m) h2: Altura del objeto sobre la rasante (m) (b) Para contar con la visibilidad de Paso (Da). Se utilizarán las mismas formulas que en (a); utilizándose como h2 = 1.30 m, considerando h1 = 1.07 m Tenemos. Sí:
Da < L Da >= L
Da: Distancia de visibilidad de Paso (m) L y A: Idem (a) 403.03.04 Longitud de las Curvas Cóncavas. La longitud de las Curvas verticales cóncavas, viene dada por la siguiente expresión
D= L
D: Distancia entre el vehículo y el punto donde con un ángulo de 1º, los rayos de luz de los faros, interseca a la rasante. Del lado de la seguridad se toma D = Dp Adicionalmente, considerando que los efectos gravitacionales y de fuerzas centrífugas afectan en mayor proporción a las curvas cóncavas, a fin de considerar este criterio, se tiene que:
V: Velocidad Directriz (Kph) L y A: Idem 403.03.03 (a) 403.03.05 Consideraciones Estéticas La condición de la curva vertical mostrada en la norma, tiene en cuenta el aspecto estético, puesto que las curvas demasiado cortas puedan llegar a dar la sensación de quiebre repentino, hecho que produce incomodidad. Igualmente las gradientes excesivamente pronunciadas, asociadas generalmente con un trazado sensiblemente recto, no son deseables por motivos estéticos y por proporcionar situaciones de peligro en terrenos ligeramente ondulados: una sucesión de pequeñas lomas y depresiones oculta a los vehículos en los puntos bajos dando una falsa impresión de oportunidad para adelantar. 403.04 PENDIENTE 403.04.01 Pendientes Mínimas Los valores mínimos para pendiente longitudinal, están determinados por las condiciones de drenaje. En las secciones de terraplen o relleno, pueden haber pendientes a nivel cuando el bombeo y las cunetas, con suficiente pendiente, son los encargados del drenaje de la superficie del pavimento. No obstante, bajo las mejores condiciones es preferible tener una pendiente mínima de cuando menos 0.3% con objeto de asegurar un drenaje adecuado. 403.04.02 Pendientes Máximas El empleo de las pendientes para los diferentes tramos de un trazado debe ser objeto de atento estudio por parte del proyectista, que procederá a las comparaciones necesarias y explicará la elección efectuada. Por lo tanto, incumbe el proyectista la obligación de demostrar que la solución elegida es mejor que las otras posibles, sin superar los valores máximos expuestos en el Tópico 403.04.02 de la normativa. Al efectuar la elección el proyectista tendrá en cuenta antes que nada, la influencia de la pendiente sobre el costo de construcción de la carretera, tanto por lo que se refiere a los mayores costos en conexión con los desarrollos que generalmente se acompañan al empleo de una pendiente menor, como
por lo referente a los costos más altos que podrían derivar del empleo continuo de la pendiente indicada como máxima. Además, el proyectista tendrá en cuenta las repercusiones de la pendiente sobre el costo de operación y sobre la capacidad de la carretera. El proyectista procurará utilizar las menores pendientes compatibles con la topografía en que se emplaza el trazado. Carreteras con un alto volumen de tránsito justifican económicamente el uso de pendientes moderadas, pues el ahorro en costos de operación y la mayor capacidad de la vía compensan los mayores costos de construcción. 403.04.03 Pendientes Máximas Absolutas La limitación principal al empleo de pendientes suaves la constituye el factor económico, debido al aumento en el costo de la construcción en regiones topográficamente desfavorables. En el análisis de pendientes y del control de las mismas, una de las consideraciones más importantes son las consecuencias que tienen aquellas sobre el costo de operación de los vehículos de motor. Cuando se incrementan las pendientes, es evidente que se incrementa el consumo de gasolina y que se reduce la velocidad. Puede lograrse una aproximación económica balanceando el costo anual agregado de la reducción de la pendiente con el costo anual de operación del vehículo sin la reducción de la pendiente. La solución precisa del problema depende del conocimiento del volumen y tipo de tránsito, lo que puede obtenerse únicamente mediante un estudio. 403.04.04 Relación entre velocidad directriz y pendiente. La pendiente gobernadora es la pendiente media que teóricamente puede darse a la línea de subrasante para vencer un desnivel determinado, en función de las características basadas en la velocidad de diseño. La mejor pendiente gobernadora para cada caso, será aquella que al conjugar estos conceptos, permita obtener el menor costo de construcción, conservación y operación. Sirve de guía a la sección de pendientes que se deben proyectar para ajustarse en lo posible al terreno. 403.04.05 Tramos en Descanso Cuando la pendiente gobernadora o media supera el 5%, en tramos muy largos es conveniente el uso de tramos en descanso a fin de mejorar el rendimiento vehicular. Las pendientes en tramos muy largos deberán ser menores que la pendiente máxima utilizada en cualquier tramo particular de una carretera. Frecuentemente, es preferible cortar una pendiente uniforme muy larga formando mayores pendientes en la parte más bajas y menores cerca de la parte más alta. Deberán también evitarse los "columpios" en la parte en la que los vehículos pueden quedar ocultos. 403.05 LONGITUD EN PENDIENTE Pendientes de hasta 7% afectan sólo marginalmente la velocidad de operación de la gran mayoría de los automóviles, cualquiera que sea la longitud de la pendiente. En el caso de los camiones, pendientes sobre un 3% causan reducciones crecientes de su velocidad de operación, a medida que la longitud en pendiente aumenta. Esto afecta la velocidad de operación de los
automóviles, en especial en caminos bidireccionales con alta densidad de tránsito. La Figura 403.04a muestra la caída de velocidad para un camión tipo semitrailer o con acoplado, cargado, cuya relación peso/potencia sea del orden de 150 Kg/Hp Neto. Se considera que la rasante de aproximación a la pendiente es prácticamente horizontal y la velocidad al comienzo de la pendiente de 65 KPH. La sección horizontal de las curvas indica la velocidad de régimen del camión, la que no puede ser superada en tanto no disminuya la pendiente. El ábaco está elaborado para camiones pesados del tipo 150 a 180 Kg/Hp Neto, que representan adecuadamente el parque de camiones con remolque o semirremolque que operan en el país. El ábaco es independiente de la velocidad de entrada a la pendiente, en tanto la rasante de aproximación sea prácticamente horizontal. Se recomienda en casos normales no superar los 25 KPH de caída de velocidad para camiones en pendiente. 403.06 CARRILES DE ASCENSO 403.06.01 Necesidad del Carril Las rampas largas y de gran inclinación tiene un efecto muy desfavorable en la velocidad de los vehículos, sobre todo de los pesados. Además, las rasantes muy inclinadas, al ser recorridas en sentido descendente, pueden tener un efecto adverso sobre la seguridad pues, aparte de la velocidad, aumenta también la distancia necesaria para detenerse. Si bien la velocidad de los vehículos ligeros se ve poco afectada por rampas inferiores al 7%, la de los vehículos pesados se ve muy reducida apenas la inclinación rebasa el 3% y la rampa es larga. Como además suele coincidir con restricciones en la visibilidad, resulta difícil adelantar a los vehículos lentos, por la menor aceleración disponible en rampa y la velocidad de todo el tráfico está determinada por ellos. Por lo tanto, el nivel de servicio se ve perjudicado. En trazados nuevos, la adopción de mayores inclinaciones de la rasante en terrenos accidentados o muy accidentados puede disminuir los costos de construcción, a costa de aumentar los de operación (los primeros soportados por la Administración, y los segundos por los usuarios). Se requiere un estudio económico para optimizar el costo total. En trazados existentes, donde resulta difícil modificar la inclinación de la rasante sin desaprovechar la inversión inicial y manteniendo, además, la circulación, una solución asequible suele ser aumentar el número de carriles en la rampa, disponiendo carriles adicionales para la circulación lenta o, mejor aún, para la circulación rápida (que, además de ser la que pretende adelantar, es más ágil). Los criterios para su establecimiento se basan en la disminución de la velocidad media de los vehículos ligeros y mejora en la disminución de la velocidad de los vehículos pesados y en la consiguiente caída del nivel de servicio. Si la velocidad de los vehículos pesados rebasa el 40% de la de operación (correspondiente a vehículos ligeros), en carreteras con calzadas separadas, o el 50% en carreteras de calzada única, generalmente no está justificando el disponer un carril adicional. La necesidad de éste
aumenta con la intensidad de la circulación y con la proporción de vehículos pesados, según se demuestra por estudios económicos basados en la teoría de colas, o por aplicación de las teorías relacionadas con el nivel de servicio. 403.06.02 Disposición Conviene tener en cuenta las siguientes recomendaciones: ☼ No suele estar justificado disponer vías lentas si simultáneamente IMDA<1000 y la inclinación de la rampa no rebasa el 4%. ☼ La longitud mínima de una vía lenta debe corresponder a un tiempo de recorrido de unos 18 segundos a la velocidad de proyecto, sin bajar de 250 m. Su principio suele situarse en el punto en que la velocidad del vehículo pesado tipo ha disminuido unos 25 Km/h. Su final no debe situarse demasiado pronto, sino donde los vehículos lentos hayan recuperado velocidad y puedan incorporarse al tráfico normal en buenas condiciones de visibilidad, y nunca donde esté prohibido el adelantamiento. En el caso de que el carril adicional se plantee como destinado a la circulación rápida, los vehículos lentos no tendrán que ceder el paso, sino que deberán ser los rápidos quienes lo hagan. ☼ La vía debe proyectarse y señalizarse como una ayuda circunstancial al tráfico, y no como la transformación de una carretera de dos carriles en otra de tres carriles. 403.06.03 Dimensiones La sección de una vía con un carril de ascenso no debe considerarse como una vía de tres carriles, sino como una carretera de dos carriles con un carril adicional para vehículos que marchan lentamente cuesta arriba, de tal manera que los vehículos que utilizan el carril derecho adyacente a la vía no se retrasen. Teniendo en cuenta ello, y siendo generalmente los vehículos pesados los usuarios de estos carriles es que el ancho del carril debe ser el mismo que el de diseño para la calzada.. Al dimensionar y construir carriles de ascenso, que envuelve variables, que difícilmente se pueden describir como típicos, se recomienda un análisis taxativo detallado, teniendo en cuenta los siguientes aspectos: ☼ Un carril de ascenso puede introducirse como una alternativa más efectiva para mantener una pendiente y aumentar la velocidad ☼ El efecto de un carril de ascenso en la eliminación de colas de vehículos, a las que contribuye el movimiento lento de camiones, continuará por alguna distancia a lo largo de la vía. ☼ El carril de ascenso puede ser una solución económica que difiera en el tiempo, la necesidad de construir una segunda calzada o convertir una vía de dos carriles en una carretera desdoblada. ☼ En las dimensiones de la sección transversal se debe considerar el ancho de la berma, preferentemente, igual al ancho adoptado para la vía, pero en carreteras existentes puede tener 1,20 m. ☼ El carril de ascenso está precedido y seguido por dos longitudes de transición, que no debería en ningún caso ser menor de 45 m y de 60 a 90 m respectivamente. ☼ Los carriles de ascenso deben ser claramente señalizados como una ayuda circunstancial al tránsito y no como la transformación de una carretera de dos carriles en una de tres carriles. Imprimir VISIBILIDAD 3.2.1 Principios
Una de las características más importantes que deberá ofrecer el proyecto de una carretera al conductor de un vehículo es la habilidad de ver hacia adelante, tal que le permita realizar una circulación segura y eficiente. La distancia de visibilidad se define como la longitud continua de carretera que es visible hacia adelante por el conductor de un vehículo que circula por ella. Esta distancia de visibilidad deberá ser de suficiente longitud, tal que le permita a los conductores desarrollar la velocidad de diseño y a su vez controlar la velocidad de operación de sus vehículos ante la realización de ciertas maniobras en la carretera, como lo puede ser por la presencia inesperada de un obstáculo sobre su carril de circulación, o el adelantamiento de un vehículo lento en carreteras de dos
carriles dos sentidos, o la del cruce con una vía secundaria, o el encuentro de dos vehículos que circulan por el mismo carril en sentidos opuestos en carreteras terciarias de calzadas angostas. Por lo anterior, para el proyecto de carreteras, deberán tenerse en cuenta cuatro tipos de distancias de visibilidad: * Distancia de visibilidad de parada * Distancia de visibilidad de adelantamiento * Distancia de visibilidad de cruce * Distancia de visibilidad de encuentro 3.2.2 Distancia de visibilidad de parada
Se considera como distancia de visibilidad de parada de un determinado punto de una carretera, la distancia necesaria para que el conductor de un vehículo que circula aproximadamente a la velocidad de diseño, pueda detenerlo antes de llegar a un obstáculo que aparezca en su trayectoria. La longitud requerida para detener el vehículo en las anteriores condiciones será la suma de dos distancias: la distancia recorrida durante el tiempo de percepción y reacción y la distancia recorrida durante el frenado. La distancia recorrida durante el tiempo de percepción y reacción (adoptado en 2.0 segundos para efectos de proyecto) se mide desde el momento en que se hace visible el obstáculo hasta el instante en que se aplican los frenos. En esta distancia se supone que el vehículo circula con movimiento uniforme a la velocidad de diseño. La distancia recorrida durante el frenado se mide desde la aplicación de los frenos hasta el momento en que el vehículo se detiene totalmente, circulando con movimiento uniformemente desacelerado con velocidad inicial igual a la velocidad de diseño. La distancia de visibilidad de parada se calculará mediante la siguiente expresión:
Donde: = distancia de visibilidad de parada, (m) = velocidad de diseño, (km/h) = coeficiente de fricción longitudinal llanta-pavimento p = pendiente de la rasante (tanto por uno), + ascenso, - descenso El coeficiente de fricción longitudinal en pavimentos húmedos para diferentes velocidades de diseño se obtendrá de la Tabla 3.2.1. Tabla 3.2.1 COEFICIENTES DE FRICCION LONGITUDINAL PARA PAVIMENTOS HUMEDOS
En la Tabla 3.2.2 se presentan los valores recomendados para las distancias mínimas de visibilidad de parada para diferentes velocidades de diseño, para tramos de rasantes a nivel (p=0). Cuando se tengan carreteras con pendientes de rasante con valores absolutos superiores al 3%, tanto en ascenso (+p) como en descenso (-p), se deberán realizar las correcciones necesarias a las distancias de visibilidad de parada dadas en la tabla anterior para tramos a nivel. Tabla 3.2.2 DISTANCIAS DE VISIBILIDAD DE PARADA PARA TRAMOS A NIVEL ( p=0) SOBRE PAVIMENTOS HUMEDOS
3.2.3 Distancia de visibilidad de adelantamiento
Se dice que un tramo de carretera tiene distancia de visibilidad de adelantamiento, cuando la distancia de visibilidad en ese tramo es suficiente para que, en condiciones de seguridad, el conductor de un vehículo pueda adelantar a otro, que circula por el mismo carril a una velocidad menor, sin peligro de interferir con un tercer vehículo que venga en sentido contrario y se haga visible al iniciarse la maniobra de adelantamiento. La distancia de visibilidad de adelantamiento deberá considerarse únicamente para carreteras de dos carriles con tránsito en las dos direcciones, donde el adelantamiento se realiza en el carril del sentido opuesto. A efectos de aplicación del presente criterio, la distancia mínima de visibilidad de adelantamiento, de acuerdo a la Figura 3.2.1, se determinará como la suma de cuatro distancias así: Donde: = distancia de visibilidad de adelantamiento, (m)
= distancia recorrida durante el tiempo de percepción y reacción (2.0 segundos) del conductor que va a efectuar la maniobra, (m) = distancia recorrida por el vehículo adelantante durante el tiempo desde que invade el carril del sentido contrario hasta que regresa a su carril (8.5 segundos, valor experimental), (m) = distancia de seguridad, una vez terminada la maniobra, entre el vehículo adelantante y el vehículo que viene en la dirección opuesta, recorrida durante el tiempo de despeje (2.0 segundos, valor experimental), (m) = distancia recorrida por el vehículo que viene en sentido opuesto (estimada en 2/3 de ), (m) Vale la pena anotar, que hasta tanto no se hagan oficiales los resultados de las investigaciones que sobre el tema viene adelantando el Instituto Nacional de Vías con las Universidades del Cauca y Pedagógica y Tecnológica de Colombia, se utilizará como guía para el cálculo de la distancia mínima de visibilidad de adelantamiento el esquema básico seguido por la AASHTO, a excepción de que la distancia se realiza durante el tiempo de percepción y reacción (2.0 segundos) y la distancia se efectúa durante 8.5 segundos. La reducción en este último tiempo, tiene precisamente en cuenta que en la realidad un alto porcentaje de los adelantamientos en Colombia se realizan en menores distancias que la distancia de visibilidad requerida. Figura 3.2.1 MINIMA DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE ADELANTAMIENTO EN CARRETERAS DE DOS CARRILES DOS SENTIDOS
Por razones de seguridad se supone que la maniobra de adelantamiento se realiza a la velocidad de diseño, y según lo anterior su distancia mínima deberá calcularse mediante la siguiente expresión:
Donde: = distancia de visibilidad de adelantamiento, (m) = velocidad de diseño, (km/h) En la Tabla 3.2.3 se presentan los valores mínimos recomendados para la distancia de visibilidad de adelantamiento, calculados con la anterior expresión para carreteras de dos carriles dos sentidos. Tabla 3.2.3 MINIMA DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE ADELANTAMIENTO PARA CARRETERAS DE DOS CARRILES DOS SENTIDOS
Se deberá procurar obtener la máxima longitud posible en que la visibilidad de adelantamiento sea superior a la mínima de la tabla anterior. Por lo tanto, como norma de diseño se debe proyectar, para carreteras de dos carriles dos sentidos, tramos con distancia de visibilidad de adelantamiento, de manera que en tramos de cinco kilómetros, se tengan varios subtramos de distancia mayor a la mínima especificada, de acuerdo a la velocidad de diseño. En el establecimiento de estos tramos deberá tenerse en cuenta la topografía, la velocidad de diseño y el volumen de tránsito futuro o esperado en el año de diseño. Como una guía en la Tabla 3.2.4, se recomienda la frecuencia con la que se deben presentar las oportunidades de adelantar o el porcentaje mínimo habilitado para adelantamiento en el tramo, de acuerdo a la velocidad de diseño. Tabla 3.2.4 OPORTUNIDADES DE ADELANTAR POR TRAMOS DE CINCO KILOMETROS
3.2.4 Distancia de visibilidad en intersecciones
La presencia de intersecciones rurales a nivel, hace que potencialmente se puedan presentar una diversidad de conflictos entre los vehículos que circulan por una y otra vía. La posibilidad de que estos conflictos ocurran, puede ser ampliamente reducida mediante la provisión apropiada de distancias de visibilidad de cruce y de dispositivos de control acordes.
Figura 3.2.2 DISTANCIA DE VISIBILIDAD EN INTERSECCIONES, TRIANGULO MINIMO DE VISIBILIDAD
3.3. ALINEAMIENTO HORIZONTAL 3.3.7 Criterios generales para el alineamiento horizontal
Los elementos geométricos de una carretera deben estar convenientemente relacionados, para garantizar una operación segura, a una velocidad de operación continua y acorde con las condiciones generales de la vía.
Lo anterior se logra haciendo que el proyecto sea gobernado por un adecuado valor de velocidad de diseño; y, sobre todo, estableciendo relaciones cómodas entre este valor, la curvatura y el peralte. Se puede considerar entonces que el diseño geométrico propiamente dicho se inicia cuando se define, dentro de criterios técnico-económicos, una velocidad de diseño para el caso. El alineamiento horizontal está constituido por alineamientos rectos, curvas circulares, y curvas de grado de curvatura variable que permiten una transición suave al pasar de alineamientos rectos a curvas circulares o viceversa o también entre dos curvas circulares de curvatura diferente. El alineamiento horizontal debe permitir una operación suave y segura a la velocidad de diseño. 3.3.1 Alineamientos rectos y curvos
Durante el diseño de una carretera nueva se deben evitar tramos en planta con alineamientos rectos demasiado largos. Tales tramos son monótonos durante el día, especialmente en zonas donde la temperatura es relativamente alta, y en la noche aumentan el peligro de deslumbramiento, por las luces del vehículo que avanza en sentido opuesto. Es preferible reemplazar grandes alineamientos (superiores a 1.5 km), por curvas amplias de grandes radios (2000 a 10000 m) que obliguen al conductor a modificar suavemente su dirección y mantengan despierta su atención. Para vías de sentido único no tiene objeto utilizar radios superiores a 10000 m; pero en el caso de doble vía (en ambos sentidos), las condiciones de visibilidad pueden implicar radios superiores. Como elemento de curvatura variable en el desarrollo se utilizará la clotoide, por razones de seguridad, comodidad y estética. Tanto en la fase de diseño como en la de ejecución se podrán utilizar los grados sexagesimales o centesimales, aunque en cualquier caso los últimos presentan una precisión superior. 3.3.1.1 Sección transversal en recta
La Figura 3.3.1. muestra las formas de inclinación de la sección transversal de acuerdo con el número de carriles, calzadas y la dirección del tránsito, empleadas en un sector recto de carretera. Con el fin de facilitar el drenaje, la inclinación transversal mínima para capa de rodadura pavimentada es del 2%. Figura 3.3.1 FORMAS DE INCLINACION DE LA SECCION TRANSVERSAL EN UN SECTOR RECTO, EMPLEADAS EN CARRETERAS
Para carreteras convencionales de una calzada y dos carriles, con tránsito en las dos direcciones, se puede disponer de una sección transversal en forma de techo, también llamada bombeo normal, o en
casos especiales con inclinación única. Si se tiene dos calzadas de dos o tres carriles con separador central, se puede tratar cada calzada en forma independiente dándole a cada calzada la inclinación más conveniente, teniendo en cuenta las condiciones de drenaje de la zona. 3.3.1.2 Curvas circulares
Las curvas circulares se corresponden con una curvatura constante, la cual es inversamente proporcional al valor del radio. En el diseño de carreteras corresponde a un elemento geométrico de curvatura rígida. La longitud del arco circular se determina multiplicando el valor del radio y el ángulo de deflexión o de giro del arco circular en radianes (Delta c): Lc = R x c (Radianes) Donde: Lc : Longitud del arco circular, (m) c : Angulo de giro del arco circular, en radianes R : Radio del arco circular, (m) T = (Tan/2)*R E= (Tan/4)*T
3.3.1.3 Deflexiones menores entre tangentes
Para ángulos de deflexión entre dos tangentes menores o iguales a 6°, en el caso de que no puedan evitarse, se realizará la unión de las mismas mediante una curva circular, sin clotoides, de radio tal que cumpla con los criterios de la Tabla 3.3.1 Tabla 3.3.1 DEFLEXIONES MENORES ENTRE TANGENTES
3.3.1.4 Entretangencias
Se presenta este análisis, teniendo en cuenta dos situaciones. a. Curvas de distinto Sentido. Considerando el empleo de curvas de transición, puede prescindirse de tramos de entretangencia rectos. Si el alineamiento se hace con curvas circulares únicamente, la longitud de entretangencia debe satisfacer la mayor de las condiciones dadas por la longitud de transición, de acuerdo con los valores de pendiente mínima para rampa de peraltes y por espacio recorrido a la velocidad de diseño en un tiempo no menor de 5 segundos. b. Curvas del mismo sentido. Por su misma naturaleza, deben considerarse indeseables en cualquier proyecto de carreteras, por la inseguridad y disminución de la estética que representan. Para garantizar la comodidad y seguridad del usuario, la entretangencia para el diseño en terreno ondulado, montañoso y escarpado con espirales, no puede ser menor a 5 segundos y para diseños en terreno plano con arcos circulares, no menor a 15 segundos de la velocidad de diseño. Como por dificultades del terreno, son a veces imposibles de evitar, se debe intentar siempre el reemplazo por una sola.
