Diseño Geometrico Transversal

Conceptualizar el Diseño Geométrico Transversal.

El Diseño Geométrico transversal consiste en la ubicación y dimensionamiento de los elementos que forman la carretera, y cuantificar los volúmenes de corte y/o relleno. En él, se describen los elementos de la carretera en un plano de corte vertical normal al alineamiento horizontal, el cual permite definir la disposición y dimensiones de dichos elementos, en el punto correspondiente a cada sección y su relación con el terreno natural.

Sección transversal

Las secciones transversales representan la configuración transversal del terreno con respecto al eje. Son las cotas del terreno, tanto a la derecha como a la izquierda del eje a unas distancias consideradas.

Las secciones transversales se dibujan generalmente en escala 1:100 cada 10 metros y en ocasiones cada 20 metros. Se pueden tener secciones transversales a menos distancia a menos distancia de separación de los 10 metros, eso depende de la accidentalidad del terreno.

En el plano se dibujan de abajo hacia arriba, y de izquierda a derecha.

La sección transversal varía de un punto a otro de la vía, ya que resulta de la combinación de los distintos elementos que la constituyen, cuyos tamaños, formas e interrelaciones dependen de las funciones que cumplan y de las características del trazado y del terreno.

El elemento más importante de la sección transversal es la zona destinada a la superficie de rodadura o calzada, cuyas dimensiones deben permitir el nivel de servicio previsto en el proyecto, sin perjuicio de la importancia de los otros elementos de la sección transversal, tales como bermas, aceras, cunetas, taludes y elementos complementarios.

Figura 1. Tipos de secciones transversales

Elementos de una sección transversal

Los elementos que conforman la sección transversal de la carretera son: explanación, calzada o superficie de rodadura, carriles, bermas, cunetas, taludes y elementos complementarios (barreras de seguridad, ductos y cámaras para fibra óptica, guardavías y otros), que se encuentran dentro del Derecho de Vía del proyecto.

Figura 2. Elementos de una sección transversal

Figura 3. Sección transversal típica a media ladera vía de dos carriles en curva

EXPLANACIÓN: Distancia horizontal media entre los dos chaflanes; representa el ancho total de movimiento de tierra, corte y relleno en una sección transversal determinada.

CALZADA O SUPERFICIE DE RODADURA: Parte de la carretera destinada a la circulación de vehículos compuesta por uno o más carriles, no incluye la berma. Es la distancia entre el borde derecho y el borde izquierdo de la vía, definida por la suma de los carriles mas las bermas.

Ancho de la calzada en tangente

El ancho de la calzada en tangente, se determinará tomando como base el nivel de servicio deseado al finalizar el período de diseño. En consecuencia, el ancho y número de carriles se determinarán mediante un análisis de capacidad y niveles de servicio.

En la Tabla 1, se indican los valores del ancho de calzada para diferentes velocidades de diseño con relación a la clasificación de la carretera.

Nota: Orografía: Plano (1), Ondulado (2), Accidentado (3), y Escarpado (4)

Tabla1. Anchos mínimos de la calzada en tangente

En casos particulares, la vía materia de diseño puede requerir una sección transversal que contenga elementos complementarios, tales como barreras de seguridad u otros, en cuyo caso, se contemplará los anchos adicionales que requiera la instalación de dichos elementos.

CARRILES: La calzada se divide en carriles, los que están destinados a la circulación de una fila de vehículos en un mismo sentido de tránsito.

El número de carriles de cada calzada se fijará de acuerdo con las previsiones y composición del tráfico, así como del nivel de servicio deseado. Los carriles de adelantamiento, no serán computables para el número de carriles. Los anchos de carril que se usen, serán de 3,00 m, 3,30 m y 3,60 m.

Se tendrán en cuenta las siguientes consideraciones:

En autopistas: El número mínimo de carriles por calzada será de dos.

En carreteras de calzada única: Serán dos carriles por calzada.

BERMAS: Franja longitudinal, paralela y adyacente a la calzada o superficie de rodadura de la carretera, que sirve de confinamiento de la capa de rodadura y se utiliza como zona de seguridad para estacionamiento de vehículos en caso de emergencias.

Cualquiera sea la superficie de acabado de la berma, en general debe mantener el mismo nivel e inclinación (bombeo o peralte) de la superficie de rodadura o calzada, y acorde a la evaluación técnica y económica del proyecto, está constituida por materiales similares a la capa de rodadura de la calzada.

Las autopistas contarán con bermas interiores y exteriores en cada calzada, siendo las primeras de un ancho inferior. En las carreteras de calzada única, las bermas deben tener anchos iguales.

Adicionalmente, las bermas mejoran las condiciones de funcionamiento del tráfico y su seguridad; por ello, las bermas desempeñan otras funciones en proporción a su ancho tales como protección al pavimento y a sus capas inferiores, detenciones ocasionales, y como zona de seguridad para maniobras de emergencia.

La función como zona de seguridad, se refiere a aquellos casos en que un vehículo se salga de la calzada, en cuyo caso dicha zona constituye un margen de seguridad para realizar una maniobra de emergencia que evite un accidente.

Ancho de las bermas

En la Tabla 2, se establece el ancho de bermas en función a la clasificación de la vía, velocidad de diseño y orografía.

Orografía: Plano (1), Ondulado (2), Accidentado (3), y Escarpado (4)

Los anchos indicados en la tabla son para la berma lateral derecha, para la berma lateral izquierda es de 1,50 m para Autopistas de Primera Clase y 1,20 m para Autopistas de Segunda Clase

Tabla 2. Ancho de bermas

Inclinación de las bermas

En las vías con pavimento superior, la inclinación de las bermas, se regirá según la Figura 4 para las vías a nivel de afirmado, en los tramos en tangente las bermas seguirán la inclinación del pavimento.

En el caso de que la berma se pavimente, será necesario añadir lateralmente a la misma para su adecuado confinamiento, una banda de mínimo 0,5 m de ancho sin pavimentar. A esta banda se le denomina sobreancho de compactación (s.a.c.) y puede permitir la localización de señalización y defensas.

En el caso de las carreteras de bajo tránsito:

En los tramos en tangentes, las bermas tendrán una pendiente de 4% hacia el exterior de la plataforma.

La berma situada en el lado inferior del peralte, seguirá la inclinación de éste cuando su valor sea superior a 4%. En caso contrario, la inclinación de la berma será igual al 4%.

La berma situada en la parte superior del peralte, tendrá en lo posible, una inclinación en sentido contrario al peralte igual a 4%, de modo que escurra hacia la cuneta.

La diferencia algebraica entre las pendientes transversales de la berma superior y la calzada será siempre igual o menor a 7%. Esto significa que cuando la inclinación del peralte es igual a 7%, la sección transversal de la berma será horizontal y cuando el peralte sea mayor a 7% la berma superior quedará con una inclinación hacia la calzada, igual a la del peralte menos 7%.

Figura 4. Inclinación transversal de bermas

TALUDES: El perfil longitudinal del camino irá produciendo secciones transversales en corte o en terraplén; tanto en un caso como en el otro, se terminarán con taludes, cuya inclinación depende de que se trate de secciones de corte o terraplén y de la naturaleza del terreno. Dicha inclinación es la tangente del ángulo formado por el plano de la superficie del terreno y la línea teórica horizontal.

Los taludes para las secciones en corte, variarán de acuerdo a las características geomecánicas del terreno; su altura, inclinación y otros detalles de diseño o tratamiento, se determinarán en función al estudio de mecánica de suelos o geológicos correspondientes, condiciones de drenaje superficial y subterráneo, según sea el caso, con la finalidad de determinar las condiciones de su estabilidad, aspecto que debe contemplarse en forma prioritaria durante el diseño del proyecto, especialmente en las zonas que presenten fallas geológicas o materiales inestables, para optar por la solución más conveniente, entre diversas alternativas.

La Figura 5 ilustra una sección transversal típica en tangente a media ladera, que permite observar hacia el lado derecho, el talud de corte y hacia el lado izquierdo, el talud del terraplén.

Figura 5. Sección transversal típica en tangente

La Tabla 3 muestra valores referenciales de taludes en zonas de corte.

(*) Requerimiento de banquetas y/o estudio de estabilidad.

Tabla 3. Valores referenciales para taludes en corte

(Relación H:V)

Los taludes en zonas de relleno (terraplenes), variarán en función de las características del material con el cual está formado. En la Tabla 4 se muestra taludes referenciales.

Tabla 4. Taludes referenciales en zonas de relleno (terraplenes).

Los taludes con fuerte pendiente favorecen poco la

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