2. BIBLIOGRAFIA
Manual de Carreteras: Diseño Geométrico (DG-2013)
Especificaciones Técnicas Generales para Construcción – EG-2013
3. DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
“El diseño geométrico es la parte más importante del proyecto integral de carreteras, ya que a través de él se establece su configuración geométrica tridimensional, buscando que la vía sea funcional, segura, cómoda, estética, económica y compatible con el medioambiente”
4. DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
“Los factores o requisitos del diseño se agrupan en externos (existentes) e internos (propios de la vía y su diseño).
Los factores externos se relacionan con la topografía del terreno natural, la conformación geológica y geotécnica del mismo, el volumen y características del tránsito actual y futuro, la climatología, hidrología, los parámetros socio- económicos y propiedades del área estudiada”
5. DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Los factores internos contemplan las velocidades a tener en cuenta para el diseño y los efectos operacionales de la geometría especialmente los vinculados con la seguridad, estética y armonía de la solución
6. DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Por lo tanto el diseño Geométrico de una carretera involucra la correlación de los siguientes elementos:
1. Elementos físicos de la vía
2. Condiciones de operación de los vehículos
3. Características del terreno
Los elementos físicos hacen referencia a los alineamientos (horizontal y vertical) y las secciones transversales. Las condiciones de operación se refieren a las características de los vehículos que usarán la vía (dimensiones, radios de giro, etc.) Las características del terreno se refieren a la topografía que presentan.
7. 1. ELEMENTOS FÍSICOS DE LAS VÍAS
Concepto tridimensional de una vía
Lo común es realizar análisis bidimensionales a la vía como: alineamiento horizontal (x,z) y vertical (y). Estos alineamientos no se trabajan totalmente por separado, sino que debe existir un diseño que garantice la armonía de los alineamientos sin producir perdida de seguridad cuando éstos se superpongan. En la figura se muestra una vista tridimensional del eje de una carretera.
Diseño Geométrico de Carreteras – Alineamientos
8. 1. ELEMENTOS FÍSICOS DE LAS VÍAS
ALINEAMIENTO HORIZONTAL
El eje de la carretera es proyectado en un plano horizontal conteniendo a las diferentes tangentes y tipos de curvas (curvas circulares y espirales)
9. 1. ELEMENTOS FÍSICOS DE LAS VÍAS
ALINEAMIENTO VERTICAL
El eje de la carretera es proyectado en un Plano vertical paralelo, obteniéndose el perfil longitudinal (tramos rectos con pendientes unidos con curvas verticales parabólicas)
10. 1. ELEMENTOS FÍSICOS DE LAS VÍAS
SECCION TRANSVERSAL
Se analizan las secciones que se forman a lo largo de la carretera cuando es cortada con un plano perpendicular a su eje. Con ellas se puede conocer posteriormente el movimiento de tierras y la necesidad de obras de arte o estructuras. Las secciones transversales cambian en tangente y en curva
11. 1. ELEMENTOS FÍSICOS DE LAS VÍAS
SECCION TRANSVERSAL EN TRAMO CURVO
La sección es diferente a la del tramo recto. Hay una inclinación de la curva circular conocida como peralte
12. 2. CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LOS VEHÍCULOS
VEHÍCULOS DE DISEÑO
Condicionan los aspectos de dimensionamiento geométrico y estructural de una carretera, por ejemplo:
• El ancho del vehículo adoptado incide en el ancho del carril, bermas y sobreancho de curvas.
• La distancia entre ejes influye en los radios mínimos
• La relación “peso bruto/ potencia” guarda relación con la pendiente admisible.
• Las longitudes mínimas de curvas verticales depende de la altura del ojo de conductor .
13. 2. CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LOS VEHÍCULOS
VEHÍCULOS DE DISEÑO
Vehiculos ligeros
Categoría L (vehículos automotores con menos de cuatro ruedas)
Categoría M1 (vehículos automotores de cuatro ruedas diseñados para el transporte de pasajeros con ocho asientos o menos, sin contar el asiento del conductor).
Vehiculos pesados
Categoría M (vehículos automotores de cuatro ruedas diseñados para el transporte de pasajeros, excepto la M1)
Categoría N (vehículos automotores de cuatro ruedas o más, diseñados y construidos para el transporte de mercancías)
Categoría O (remolques y semirremolques)
Categoría S (combinaciones especiales de los M, N y O).
14. 2. CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LOS VEHÍCULOS
DIMENSIONES – vehículos ligeros (automóviles y camionetas hasta 1.5 Tn)
hf (altura de faros delanteros): 0.60 m
hc (altura de ojos del conductor):1.07 m
hc (altura de ojos de un conductor de camion o bus): 2.50 m
hl (alt. de luces traseras o menor altura perceptible de carrocería): 0.45 m
ht (altura del techo de un automóvil) :1.30 m
15. 2. CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LOS VEHÍCULOS
DIMENSIONES – vehículos pesados
h(altura de faros delanteros): 0.60 m
h3 (altura de ojos de un conductor de camion o bus): 2.50 m
H4 (alt. de luces traseras o menor altura perceptible de carrocería): 0.45 m
H6 (altura del techo) :4.10 m
17. 2. CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LOS VEHÍCULOS
Vehículo pesado
Las dimensiones máximas de los vehículos a emplear en el diseño geométrico serán las establecidas en el Reglamento de Pesos y Dimensión vehicular para la circulación en la Red Vial Nacional
18. 2. CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LOS VEHÍCULOS
GIROS DE LOS VEHÍCULOS
El espacio mínimo para ejecutar un giro de 180° en el sentido de movimiento de las agujas del reloj, es definido por la trayectoria que sigue la rueda delantera izquierda del vehículo (trayectoria exterior) y por la rueda trasera derecha (trayectoria interior).Además de la trayectoria exterior, debe considerarse el espacio libre requerido por la sección en volado que existe entre el primer eje y el parachoques, o elemento más sobresaliente.
La trayectoria exterior queda determinada por el radio de giro mínimo propio del vehículo, y es una característica de la fabricación. La trayectoria interior depende de la trayectoria exterior, del ancho del vehículo, de la distancia entre el primer y último eje y de la circunstancia que estos ejes pertenecen a un camión del tipo unidad rígida o semirremolque articulado.
23. 3. CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO
La pendiente transversal del terreno al eje de la carretera determina 4 tipos de carretera Los terrenos pueden ser planos, ondulados, accidentados escarpados..
El tipo de terreno es importante en el sentido que limita el diseño de la carretera y lleva a menores niveles de servicio cuando la topografía es muy variable.
Terrenos planos
Terrenos ondulados
Terrenos accidentados
24. 3. CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO
Representación del terreno
El terreno se suele representar a través de curvas de nivel los cuales posteriormente permiten una reproducción digital de la superficie
25. CLASIFICACIÓN DE CARRETERAS
Las carreteras se clasifican de acuerdo a:
Su función
A la demanda
Condiciones orográficas
26. CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A LA DEMANDA
Autopistas de primera clase: (IMDA > 6,000 veh/día)
Autopistas de segunda clase: (entre 6,000 veh/día y 4,001 veh/día)
Carreteras De 1ra Clase: (IMDA entre 2,001 y 4,000 veh/día)
De 2da Clase: (IMDA entre 400 y 2,000 veh/día)
De 3ra Clase: (IMDA menos 400 veh/día)
Trochas Carrozables: (IMDA no especificado)
27. CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A LA OROGRAFIA
Las carreteras se clasifican de acuerdo a la orografía. La pendiente transversal del terreno al eje de la carretera determina 4 tipos:
Tipo I (terreno plano): pendiente entre 0 y 10%, y sus pendientes longitudinales son por lo general menores de tres por ciento (3%) .
Tipo II (terreno ondulado): pendiente entre 11% y 50%, y sus pendientes longitudinales se encuentran entre 3% y 6 %,
Tipo III (terreno accidentado) : pendiente entre 50% y 100%, y sus pendientes longitudinales predominantes se encuentran entre 6% y 8%,
Tipo IV (terreno escarpado) : pendiente > 100%, y sus pendientes longitudinales excepcionales son superiores al 8%,
