DISEÑO GEOMÉTRICO
DE CARRETERAS
JAMES CÁRDENAS GRISALES

Generalidades

Se busca establecer la configuración geométrica tridimensional

Para que una via sea

Funcional

comoda

Estetica

Economica

Compatible con el medio ambiente

Clasificacion de Carreteras

Segun su competencia

Carreteras nacionales

Carretereas departamentales

Carreteras veredales

Carreteras distritales y municipales

Segun sus caracteristicas

Autopistas

Carreteras multicarriles

Carreteras de dos carriles

Segun el tipo de terreno

Plano

Ondulado

Montañoso

Escarpado

Segun su funcion

Carreteras principales

Carreteras secundarias

Carreteras terciarias

Segun su velocidad de diseño

Carreteras principal de dos calzadas

Carretera principal de una calzada

Carretera secundaria

Carretera terciaria

Concepto tridimencional de una via

Ruta favorable

Diseño geometrico

Espacio tridimencional

Alineacion en planta

Perfil longitudinal

Secciones transversales

Seleccion de rutas

Acopio de datos

estudio de planos

Reconocimientos aéreos y terrestres

Poligonales de estudio

Evaluación del trazado de rutas

Es necesario determinar

Costos de construccion

Operacion

Conservacion

Linea de pendiente o de ceros

concepto

Linea que pasando por los puntos obligados del proyecto conserva la pendiente uniforme especificada y al coincidir con el eje de la via no acepta cortes ni rellenos.

Trazado de una linea de pendiente

Problemas propuestos

Concepto

Proceso de correlación entre elementos físicos y las características de operación de los vehiculos

Mediante

Matematicas

Fisica

Geometria

Curvas circulares simples

Elementos geometricos que caracterizan una curva circular simple

PI

PC

PT

O

DELTA

R

T

L

CL

E

M

Expresiones que relacionan los elementos geométricos

T en funcion de R y DELTA

R en funcion de T y DELTA

CLen funcion de R y DELTA

E en funcion de R y DELTA

E en funcion de T y DELTA

M en funcion de R y DELTA

Expresion de curvatura de una curva circular simple

Sistema arco-grado

Sistema Cuerda-grado

Deflexión de la curva circular simple

Se realiza por medio de los angulos de flexion

Otros metodos de calculo y localizacion de curva circular simple

Desde el PC o PT por normales a la tanjente

Desde el PI por deflexiones y distancias

Curvas circulares compuestas

Estan compuestas por dos o mas curvas circulares simples

Curva circular de dos radios

Radio 1 mayor a radio 2

Curva circular compuesta de tres radios

Radio 1 mayor a radio 2 mayor a radio 3

Estabilidad en la marcha, peralte y transicion

Desplazamiento de un vehículo sobre una curva circular

Radios para deflexiones pequeñas

6º - R= 2000

5º - R= 2500

4º - R= 3500

3º - R= 5500

2º - R= 9000

Velocidad, curvatura, peralte y friccion lateral

Se plantea lo siguiente

Velocidad de equilibrio

Velocidades diferentes a la de equilibrio

Velodcidad de diseño o proyeccion

Velocidad especifica

Transicion del peralte

Tiene una alineacion comunmente llamada bombeo normal

Facilita el drenaje o escurrimiento de las aguas lluvia lateralmente hacia las cunetas

Curvas espirales de transicion

La espiral de euler o clotoide como curva de transicion

Ecuacion de clotoide o espiral de transicion

Elementos de enlace de una curva circur simple con espirales de transición de clotoides iguales

Longitud mínima del espiral de transicion

Longitud minima de la espiral de acuerdo a la variacion de la aceleracion centrifuga

Longitud minima de la espiral de acuerdo a la variacion de la Transicion del peralte

Longitud minima de la espiral por razones de percepion y estetica

Sobre ancho en las curvas

Expresion de calculo

Transicion del sobre ancho

Es la proyeccion del eje real o espiral de la via sobre una superficie vertical paralela al mismo

Elementos geometricos que integren el alineamiento vertical

tangentes verticales

Se caracterizan por su longitud y su pendiente y estan limitadas por dos curvas sucesivas

Curvas verticales

Permiete el enlace de dos tangentes verticales consecutivas efectuando un camio gradual de la pendiente de la tangente de entrada a la tangente de la pendiente de salida

Geometria de las curvas verticales parabolicas

Curvas verticales simetricas

Curvas verticales asimetricas

Proyeccones horizontales de sus tangentes de distinta longitud.

Coeficiente angular de una curva vertical

Curvatura de la parabola como una variacion de la longitud como unidad dependiente.

Visibilidad de carreteras

La distancia de visibilidad es la longitud continua de carretera que es visible hacia adelante por el conductor.

Distancia de Visibilidad de parada

Es necesaria para que el conductor de vehículo pueda detenerse antes de llegar obstaculo

Distancia de visibilidad de adelantamiento

Distancia de visisbilidad de encuentro

Evaluacion de visibilidad de un proyecto en planta

Evaluacion y presentacion de la visibilidad en planta

Evaluacion y presentacion de la visibilidad en perfil

Criterio para la determinacion de las longitudes de curvas verticales

Longitud minima de curvas verticales con visibilidad de parada

Curvas verticales convexas

Curvas verticales concavas

Longitud mínima de curvas verticales con visibilidad de Adelantamiento

Curvas verticales convexas

Curvas verticales concavas

Longitud mínima de curvas verticales con comodidad en la marcha

Longitud mínima de curvas verticales con apariencia

Longitud mínima de curvas verticales con control por drenaje

Longitud mínimum de curvas verticales

Consiste en la definición de la ubicación y dimensiones de los elementos que forman parte de la carretera sobre una sección normal al alineamiento horizontal

Elementos que integran la seccion tranversal

Geometricamente

Ancho de zona

Ancho de explanacion

Ancho de banca

Corona

Calzada

Bermas

Cunetas

Taludes

Chaflan

Secciones tranversales tipicas, posicion de chaflanes y estacas de ceros

Secciontranversales tipicas

Corte-excavacion

Corte-en ladera

Terraplen-relleno

Mixta-a media ladera

Chaflanes o estacas de talud y estacas de ceros

Puntos donde los taludes de corte encuentran el terreno natural

Posicion de los chaflanes

Anchos de banca y areas de secciones transversales

Anchos de banca

Depende de:

Ancho de los carriles

Ancho de las bermas

Espesor del pavimento

Valor de bombeo en curvas

Sobreancho en curvas

Pendiente transversal en cunetas

Valor de taludes en terraplenes

Ancho de la banca en recta y en corte

Ancho de la banca en recta y en terraplen

Ancho de la banca en curva y en corte

Ancho de la banca en curva y en terraplen

Ancho de la banca en recta y en seccion mixta

Areas de las secciones transversales

Áreas de una sección homogénea simple y recta

Método planímetro

Método de las figuras geometricas

Método de las coordenadas de los vertices

Área de una sección simple en recta

Método de las coordenadas de los vertices

Área de una sección homogenea simple en curva

Método de las figuras geometricas

Método de la cartera de chaflanes

Metodo de las coordenadas de los vertices

Área de una sección mixta compuesta en curva

Vumenes de tierra, cubicacion