Carreteras Curva - Masa

PROYECTO GEOMETRICO DE CARRETERAS

4.1 ALINEAMIENTO HORIZONTAL Y VERTICAL

Alineamiento horizontal

Es la ruta como aparecía en un mapa, con suficiente detalle para permitir a los ingenieros en el campo y a los contratistas trazar y construir el camino exactamente como se ha proyectado. Todos los datos de construcción del camino se refieren en su línea central. Sus elementos tangentes y curvas horizontales.

La longitud mínima de una tangente horizontal es aquella que se requiere para cambiar en forma conveniente la curvatura, la pendiente transversal y el ancho dela corona.

ALINEANMIENTO VETRTICAL

Es la proyección de desarrollo del centro d la línea de una vía terrestre sobre un plano vertical, es decir, es la representación de su ascenso y descenso, sin indicar si su trazo es recto o curvo. Sus elementos son tangentes y curvas verticales.

ESPECIFICACIONES GEOMETRICAS

Son las que se refieren a las dimensiones de las partes aparentes del camino, siendo las siguientes:

Alineamiento. Para construir una carretera se pugna por alojar la ruta en la mayor extensión posible del terreno plano, conservándose dentro de la ruta general. Cuando al llegar al pie de la cuesta, la pendiente del terreno es mayor que la máxima admisible de la carretera, es preciso desarrollar desviaciones de ruta general para pasar por unos de los puntos obligados como puede ser parte de aguas, poblaciones, puentes, etc.

En la formación de un camino es preciso pasar por puntos obligados desarrollados, y curvas necesarias entre los puntos obligados. Para que el aumento sea mínimo, debe procurarse que el alineamiento entre los puntos obligados sea lo más recto posible.

a). PUNTOS OBLIGADOS POR RAZONES TOPOGRAFICAS. Vienen siendo los puntos de una cordillera o un estrechamiento en el cauce de un rio.

b). puntos obligados por razones económicas, sociales o políticas, como un centro agrícola, ganadero o industrial, una población de importancia, etc.

Alineamiento teórico. Es la unión de los puntos de inicio-termino con los puntos intermedios.

Tipo de camino Plano o con poco lomerío Con lomerío fuerte Montañoso pero poco escarpada Montañoso pero muy escarpada

Especial 4 % 4.5 % 5 % 5 %

Tipo A 4 % 5 % 5.5 % 6 %

Tipo B 4.5 % 5.5 % 6 % 6.5 %

Tipo C 5 % 6 % 6.5 % 7 %

Si el promedio de inclinación del terreno es una longitud de 30 km es mayor de 4 % se considera montañoso, para determinar entre poco o muy escarpado depende de que se acerque o se aleje el valor del 4 %. Si esta entre 4 % y 2 % es un lomerío y si es menor del 2 % se considera plano.

L = 100*h/i h = equidistancia, i = pendiente gobernadora (1 y 2 %)

CURVATURA. Es el radio mínimo de una curva, aplicable a una carretera, depende de la sobre elevación máxima, que a su vez está ligada a la adherencia de los vehículos y que varía con la velocidad.

Se denomina grado de curvatura al ángulo en el centro correspondiente a un desarrollo de arco de 20 m y su elevación con el radio de la curves:

Gc = 1145.92/Rc

GRADO DE CURVATURA MAXIMOS RECOMENDADOS

Tipo de camino Plana o con poco lomerío Con lomerío fuerte Montañoso pero poco escarpada Montañoso pero muy escarpado

Especial 2° 30° 4° 30° 6° 6°

Tipo A 8° 11° 16° 30° 26°

Tipo B 11° 16° 30° 26° 35°

Tipo C 16° 30° 26° 47° 67°

Como la mayor o menor curvatura está ligada la velocidad, debe tenerse presente que las curvas adecuadas o determinadas velocidades son seguras únicamente si tienen la avenida sobre elevación.

SOBREELEVACION. Es la pendiente que se le da a la corona hacia el centro de la curva para contrarrestar parcialmente el efecto de fuerza centrífuga de un vehículo en las curvas del alineamiento horizontal.

Un vehículo es estable cuando no tiene tendencia a salirse de la trayectoria que le indica al conductor por medio del volante. La inestabilidad del vehículo procede generalmente de las fuerzas transversales a que este sujeto, ya sea por asimetría interna tal como carga mal distribuida, neumáticos desinflados y mecanismos de suspensión defectuosos o bien por una fuerza centrífuga que aparece cuando el vehículo describe una curva.

La inestabilidad causada por la fuerza centrífuga se manifiesta por dos maneras: por deslizamiento o por volcamiento. Para evitar ambas se utiliza la sobreelevación en las curvas empleando valores para cada tipo de camino que fijan los especificaciones con relación a las sobreelevaciones segu el grado de la curva y tomando en consideración el valor máximo según le clima (heladas o nevadas).

GRADO DE LA CURVATURA SOBREELEVACIÓN EN %

2° 20

2° 30° 40

3° 60

3° 30° 74

4° 85

4° 30° 93

5° 10.0

5° 30° 10.6

6° 11.0

6° 30° 11.4

7° 11.7

8° 12.3

9° 12.6

10° 12.8

EN ADELANTE 12.8

En caminos de tipo especial la sobreelevación máxima aconsejable es el 10%

La sobreelevación es conveniente que se dé sin modificar el perfil longitudinal del eje del camino, haciendo descender el radio interior y subiendo el exterior como se muestra a continuación.

TRANSICIÓN. Es el cambio de la recta a la curva, del bombeo a la sobreelevación. En el alineamiento horizontal, al pasar de una sección en tangente a potra curva, es necesario cambiar la pendiente de la corona, desde el bombeo hasta la sobreelevación correspondiente a la curva de transición, este cambio se debe representar gradualmente de toda la longitud de la curva de transición (espiral), con esta curva de transición se puede evitar la sacudida de cualquier vehículo al pasar por la tangente a la curva y viceversa.

La transición de la sobreelevación puede efectuarse sobre las tangentes contiguas a la curva. Se ha determinado empíricamente que las transiciones pueden introducirse dentro dela curva circular hasta un 50 %, siempre que por lo menos la tercera parte de la longitud de la curva quede con sobreelevación completa. Esto limita la longitud mínima de la tangente entre dos curvas circulares consecutivas.

La SCT recomienda la longitud de la transición como sigue:

Lc = 0.56 v caminos de dos carriles

Lc = 0.84 v caminos de cuatro carriles

Lc = 1.4 v caminos de más de seis carriles

V = velocidad en km/hr.

Lc = longitud mínima absoluta de transición (m)

AMPLIACIÓN. Las curvas horizontales se emplean en una cantidad constante desde el PC hasta el PT y después disminuye hasta los extremos de las transiciones se hace siempre esta ampliación por el lado interior de la curva cuando las curvas son menores de 4° no se aplica.

TABLA DE AMPLIACION DE LAS CURVAS

GRADO DE LA CURVATURA AMPLIACION EN METROS

DE 4 A 9 .60

DE 10 A 12 .75

DE 13 A 16 1.00

MAS DE 16 1.20

ANCHO DE SECCION.

En la sección transversal de un camino influye gravemente el costo de la obra y su capacidad de tránsito. La sección está formada de la siguiente forma:

Actualmente los acotamientos varían de 1.25 m a 3.05 m cada uno dependiendo del tipo de camino a construir y de las condiciones económicas. Se supone una condición perfecta de una sección transversal de camino de 3.66 m por vía de circulación pavimentada y de 1.84 m por cada acotamiento.

Se debe de considerar cuidadosamente las siguientes secciones transversales del camino de tipo A

Ancho del carril.

El efecto de ancho del carril y condiciones puede observarse en la siguiente tabla de estudios hechos por la A.A.S.H.T.O.

Ancho del carril Vehículos por hora total (caminos de dos carriles) ½ de capacidad con respecto a la sección optima

3.66 900 100

3.35 774 86

3.05 693 77

2.75 630 70

Pendiente. La pendiente que escoja para un camino, el ingeniero debe estar en relación con la categoría del mismo, en dicha categoría incluye la velocidad, por lo que se recomienda tener presente los límites siguientes:

Tabla de pendientes máximas recomendadas

Se recomienda no emplear los máximos ubicados en la tabla, en trayectos continuos cuya longitud exceda de 500 m, ya que si los tramos con pendiente limite son muy largos obligan a los vehículos a marchar mucho tiempo en 1ra o 2da velocidad produciendo desgaste y calentamiento de la máquina. Se recomienda que antes o después de cualquier tramo de pendiente máxima se intercale un tramo con pendiente de 2% menor que la máxima y con una longitud mínima de 300 m.

Se emplea el método que consiste en reducir 0.5% la pendiente máxima a partir de los 100 m sobre el nivel del mar por cada 1000 m de ascenso.

Distancia de visibilidad.

Como mínimo de las carreteras o caminos deben proyectarse con la distancia de visibilidad de parada, de rebase y de encuentro.

a). DISTANCIA DE VISIVILIDAD DE PARADA. Es la distancia de seguridad mínima necesaria para que un conductor que transita a velocidad de marcha sobre el pavimento mojado vea un objeto en sui trayectoria y pueda parar su vehículo antes de llegar a él.

Dp = vt/3.6 + v2/254(f ± i) caminos con pendiente

Dp = vt/3.6 + v2/254f caminos a nivel

Dp = distancia total en metros

V = velocidad en km/hr

T = tiempo en segundos

F = coeficiente de fricción (varia de 0.2 a 0.9, recomendado 0.4)

I = pendiente en fracción decimal (+) subiendo

...