Alineamieno Vertical

Republica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para Educación Superior

Universidad Nacional Experimental “Francisco de Miranda”

Municipalización-Democracia

Prof.:

Abnelis Bracho.

Bachilleres:

Edikson Rodríguez

Antoni Adrianza

Rafael Chirinos

Guillermo Piña

Fanny Delmoral

Pedregal, Junio de 2013

Alineamiento Vertical:

• Criterios:

En el perfil longitudinal de una vía, se entiende por rasante el alineamiento vertical que define las cotas de superficie acabada del pavimento, referidas a un eje definido.

Cuando una vía se va a construir por etapas, el perfil longitudinal debe indicar la rasante final de la obra y su relación con las rasantes de las etapas constructivas contempladas.

La ubicación de este eje de referencia en la sección transversal típica, depende del tipo de vía que se proyecta. Los casos más frecuentes son los siguientes:

1.- En vías sin divisoria, o con divisoria de barrera angosta, (Igual o menor a 3 m), la rasante se ubica en el eje de simetría de la sección, que generalmente es el eje que define el alineamiento horizontal.

2.- En carretera con divisorias de barrera anchas o con divisoria deprimida, la rasante se ubica en el borde de cada calzada más próximo a la divisoria.

3.- En vías y rampas de un solo sentido de circulación, es recomendable ubicar la rasante en el borde izquierdo de la calzada, correlativo al sentido de la circulación.

• Pendientes:

Las pendientes, su longitud y ubicación con respecto al alineamiento horizontal y la transición entre pendientes diferentes, son los aspectos más importantes en relación al alineamiento vertical.

Según el sentido creciente de las progresivas de un proyecto, se adopta la convención de signos siguientes:

1.- Las pendientes que suben, adoptan el signo positivo +

2.- Las pendientes que bajan, adoptan el signo negativo -

Por su estrecha vinculación, es necesario tratar las pendientes y su longitud de forma conjunta.

Al subir una cuesta, todo vehículo debe realizar un esfuerzo mayor que cuando circula por una pendiente horizontal. El mayor esfuerzo está en proporción a su relación peso/potencia.

Los vehículos livianos (P), tienen un rango muy extenso de esa relación, mayormente dirigida a complacer las exigencias del mercado al cual se dirija un determinado tipo de vehículo.

No sucede así con los vehículos de carga o comerciales, cuyas relaciones peso/potencia están estudiados para satisfacer márgenes muy estrechos de beneficio para el usuario.

Cuando un vehículo de carga entra en una pendiente positiva, empieza a perder velocidad. Esta pérdida progresiva está en relación con la longitud y la magnitud de dicha pendiente.

• Longitud crítica

Para el análisis de los efectos de la pendiente en la marcha de los vehículos pesados, se toma como promedio una potencia de 180 kg/Kw y un peso total de 18 toneladas métricas.

La pérdida de velocidad de un vehículo pesado en una cuesta, produce dos efectos adversos:

1.- Aumenta los costos de operación, al aumentar los tiempos de viaje e incrementa el consumo de combustibles.

2.- Afecta desfavorablemente el nivel de servicio de la vía, al obligar a los vehículos livianos a disminuir su velocidad de operación y a intentar numerosas maniobras de adelantamiento, no siempre posibles.

Se considera que una disminución de la velocidad de los vehículos pesados de hasta 25 kph, con respecto a la velocidad con la que dichos vehículos entran en la cuesta, es tolerada por los conductores de vehículos livianos.

Este criterio se basa en que, generalmente, la diferencia entre la velocidad de operación de una vía y la mitad de la velocidad de diseño es casi constante e igual a 25 kph. Por lo tanto, este criterio equivale a adoptar como disminución crítica, cuando la velocidad de operación se reduce a la mitad de la velocidad de diseño.

Sin embargo, de acuerdo a las investigaciones de AASHTO, una reducción de velocidad de 25 kph. Produce 2,5 veces más accidentes que una reducción de sólo 15 kph. Por lo expuesto, se recomienda usar reducciones de velocidad menores de 25 kph, cuando no represente un costo excesivo en la construcción de la vía.

La distancia recorrida para que esa disminución tenga lugar, se denomina longitud crítica para una determinada pendiente.

En el gráfico de la figura, se pueden obtener las longitudes críticas de varias pendientes, para diversas reducciones de velocidad.

En la elaboración del gráfico, se ha considerado que los vehículos pesados marchan a la misma velocidad de operación que los livianos, cuando la aproximación al pie de la cuesta es horizontal o ligeramente negativa

Cuando el comienzo de la cuesta es precedida por otra menos inclinada, debe considerarse una reducción de velocidad igual a la diferencia entre 25 kph y la reducción de la velocidad causada por la cuesta precedente.

En general, no debe sobrepasarse la longitud crítica. Cuando sea necesario establecer cuestas muy largas, se deberán observar los siguientes procedimientos generales:

1.- La cuesta debe proyectarse escalonada, de manera que los tramos de pendiente fuerte tengan intercalados tramos de pendiente suave que permitan a los vehículos pesados recuperar en parte su velocidad de operación.

2.- Cuando en una cuesta deba incluirse un tramo con longitud crítica, este debe situarse en la parte más baja de la cuesta.

3.- En una cuesta muy larga conviene mejorar el alineamiento horizontal del tramo inmediato al comienzo de ella, para facilitar a los vehículos pesados comenzar a subir con un buen impulso.

4.- Debe extremarse el diseño geométrico de modo que haya distancias de visibilidad de paso a intervalos prudentes.

5.- Deben determinarse los trayectos donde sean necesarios canales adicionales a la derecha de la calzada, para la circulación de vehículos muy lentos.

No hay mucha diferencia entre la marcha de los vehículos pesados y los livianos, cuando va cuesta abajo. En general, los conductores de los vehículos pesados utilizan su caja de velocidades para controlar su velocidad y evitar accidentes por causa de fallas en los sistemas de frenos. De hecho, esta es una maniobra exigida tanto por las autoridades como por los propietarios de líneas de transporte de carga.

• Pendientes máximas

Las pendientes máximas admisibles en una carretera, dependen de la velocidad de diseño, de la composición del tránsito y del tipo de terreno atravesado. De acuerdo al tipo de terreno, las pendientes máximas recomendables son las siguientes:

El límite inferior de los rangos de pendiente anotados, debe usarse preferentemente en autopistas y vías expresas. El límite superior debe usarse solamente en vías secundarias.

En algunos casos, en vías locales de montaña, se pueden usar pendientes más fuertes, hasta 20%. No obstante, se debe considerar que en vías secundarias muy pendientes, en muy corto tiempo, los costos de mantenimiento pueden superar cualquier ahorro logrado en el costo de construcción inicial.

• Pendientes mínimas

Las pendientes mínimas que pueden utilizarse, dependen de las facilidades del drenaje superficial de la calzada.

En terrenos muy llanos, con carreteras en terraplén, sin cunetas o brocales laterales, la pendiente puede ser nula, cuando la calzada tiene un bombeo adecuado. Sin embargo, cuando en este tipo de vía las curvas son peraltadas, la transición del peralte crea en la semicalzada exterior un punto de pendiente transversal nula, en el cual el agua no fluye. En dichos puntos, la pendiente longitudinal debe ser por lo menos de 0,25%, preferiblemente de 0,5%.

En sectores en trinchera, como las cunetas tienen la misma pendiente que la vía, la pendiente mínima debe ser 0,5%, para que puedan escurrir bien las aguas por ellas. Cuando las cunetas son de tierra o con enrocado, la pendiente mínima debe estar entre 0,5% y 1%.

Curvas verticales

Para enlazar las pendientes de un perfil longitudinal se utilizan curvas verticales, que son arcos de la parábola cuadrada de la forma general

y = ax2 + b.

Esta curva ofrece dos ventajas:

1.- La variación de las pendientes en la parábola, entre dos tangentes consecutivas, es linealmente proporcional a la longitud de la proyección horizontal de la curva.

2.- Las cotas sobre la curva pueden calcularse en una forma sencilla.

• Rata de variación de la pendiente

El criterio principal para adoptar la longitud de una curva vertical es la rata de variación de la pendiente de sus tangentes, la cual se obtiene con la siguiente expresión:

En esta expresión, las pendientes pueden expresarse en fracción o en %, con tal de que sus resultados se usen en forma consistente. En estas Normas, los valores de k se calculan con las pendientes en %.

En un tramo de vía, con características geométricas semejantes, la rata de variación k debe ser igual para todo el tramo.

Sin embargo, por comodidad en el cálculo y la construcción, las longitudes de curva vertical resultantes suelen redondearse a múltiplos de 10 o 20 m. En estos casos, la rata de variación k resultante debe ser parecida a la rata adoptada para el tramo y su variación debe corresponder solamente al redondeo realizado.

En

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