Informe Trabajo Final de Vias de Teoria

Introducción.

Las vías, son una de las principales infraestructuras necesarias para el desarrollo de la nación, siendo estas, el medio que permite la implementación de los modernos sistemas de trasporte (Vehículos), facilitando la interacción y el intercambio de bienes y servicios entre diferentes localidades. Proveer y mejorar la infraestructura vial de la nación, es una de los objetivos de la ingeniería Colombia, por lo cual, en la materia de vías impartida en la universidad del cauca, se busca brindar a nosotros los estudiantes la técnica y capacidad de análisis de tal forma que logremos afrontar los diferentes inconvenientes que se pudieran presentar a la hora de diseñar o implementar un proyecto de infraestructura vial. Por la anterior, a continuación, se presenta el desarrollo y consideraciones tomadas para mejorar trazado de una vía existente.

1. Objetivos.

• Implementar las herramientas brindadas por el programa topo3 para el diseño geométrico de carreteras.
• Mejorar el trazado de la vía propuesta, buscando en la mayor medida el cumplimiento de los parámetros establecidos en la normativa colombiana (Manual de diseño geométrico de carreteras - INVIAS).
• Apropiarse de los conceptos de diseño y de todo lo aprendido en la asignatura, con el fin de refinar el criterio como estudiantes de ingeniería.
• Mejorar todo el trazado, implementando en cada curva los diferentes tipos de curvas aprendidos.

1. Descripción del procedimiento y consideraciones de norma.

1. Diseño en planta.

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Fig.1 (Topografía general de la carretera a mejorar)

El primer paso que se realizo fue definir la poligonal de base, en la cual, se buscó ceñirse al terreno en la mayor medida, pero a la vez, se buscó mejorar en cierta medida el alineamiento dentro de los rangos de lo posible. Por otra parte, se buscó de una manera aproximada, generar un mínimo movimiento de tierras; además, se buscó en general a lo largo del trazado generar taludes de corte y no de terraplén, ya que en cuestiones prácticas es más favorable retirar volúmenes de tierra y disponer de suelos que han sido compactados durante millones de años, lo cual los hace más estables que los rellenos artificiales que se pueden fabricar por métodos convencionales de compactación.

[pic 2]

Fig.2 (Alineamiento Propuesto)

Seguidamente, se definió los parámetros generales de diseño, brindándoles a la interfaz del sistema medidas preestablecidas para el trabajo. En el proceso anterior, se le indico al programa la categoría de la carretera, la velocidad de diseño, el vehículo de diseño, las dimensiones de la sección transversal y la estructura de pavimento. Según lo indicado para el trabajo, se utilizó una Berma – Cuneta (La cuneta se definió como una cuneta tipo D).

[pic 3]

Fig.3 (Sección Transversal de la Vía.)

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Fig.4 (Parámetros Generales de Diseño)

El alineamiento inicial se planteó con 26 puntos de intersección (PI), lo cual conllevo a la creación de 26 diferentes curvas distribuidas en cada uno de los (PI). Inicialmente, brindándole la propiedad “Con diseño de vías”, el sistema planteo todo el alineamiento con curvas circulares simples. Realizando el primer chequeo al sistema, se logro observar que el alineamiento no cumplía con muchos de los parámetros requeridos por la norma. Por lo anterior, el primer paso a seguir consistió en comenzar a variar los parámetros que definían cada una de las curvas de tal forma que en la mayor medida se lograra mejorar el trazado y cumplir la norma. En nuestro caso, se inicio las diferentes modificaciones desde el extremo opuesto a la intersección con la vía pavimentada, por lo cual, la primera curva que se evaluó fue la curva #26, la cual, considerando sus características se definió como una curva Espiral-Circulo-Espiral, para la cual se lograron garantizar todos sus requerimientos.

Para la curva #25, inicialmente se definió su diseño con el tipo de curva Espiral-Circulo-Espiral, para la cual, dada la pequeña deflexión presentada en el alineamiento propuesto, generaba una longitud de arco circular muy reducida, presentando, además, problemas con los requerimientos de longitud mínima de espiral en la sección de salida de la curva. Por lo anterior y considerando que las diferentes modificaciones no permitieron cumplir en buena parte con las especificaciones, se opto por un tipo de curva que desde el punto de vista del manual seria mas adecuado para la deflexión resultante del alineamiento planteado y permitiría mantener el alineamiento ceñido a la vía existente, el tipo de curva Espiral-Espiral. Para el nuevo tipo de curva planteado, se logro apreciar luego de varios intentos, que el sistema presentaba el diseño de la curva con espirales simétricas si no se introducía valores en las casillas de longitud de espiral, y que presentaba el diseño con espirales asimétricas si se introducían valores diferentes a cero en las casillas correspondientes; por lo anterior, se lo logro apreciara que en el sistema de topo 3, la única forma de aumentar las espirales de la curva tipo Espiral-Espiral simétrica era mediante el aumento del radio. Lo anterior se explicó, ya que a la hora de introducir la Espiral-Espiral, esta no cumplió con los valores mínimos de longitud espiral y solo se logro corregir aumentando el radio.

Es importante señalar, que con el aumento del radio para la curva tipo Espiral-Espiral su variación en dimensiones no fueron muy significativas, sin embargo, permitía garantizar la longitud mínima de espiral; lo anterior se menciona, ya que con el aumento del radio en la Espiral-Espiral se presentaba problemas con la relación de radios consecutivos, lo cual por las características de la curva Espiral-Espiral no genera en nuestro concepto, problemas en la seguridad de los conductores.

Dado que la deflexión de la siguiente curva presentaba un valor elevado, y que la vía existente presentaba un radio reducido, se procedió a diseñar la curva con la ayuda de dos PI, siendo el PI#24 auxiliara del PI#23. Con lo anterior, se logro definir una curva Espiral-Circulo-Espiral de radio 21, de tal forma que cumpliera en gran medida con los parámetros estipulados por el manual. Considerando, que ya se habían establecido tres curvas consecutivas hasta el momento, el siguiente paso, que se realizo fue el de chequear las transiciones de peraltado. En general, las curvas #26 y#23, no presentaron problemas significativos en este tema; sin embargo, para la curva #25, debido a que su diagrama de transición de peralte se presentaba de manera triangular, fue necesario redefinir sus límites en la sección destinada para los peraltes de tal forma que se le brindaron 18 m de longitud peralte completo, lo cual a su vez cumplía con los requerimientos del manual.

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