1 Proyecto y Construccion de Caminos

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I¡{DICE pág

CAPITULO

1

PRINCIPALES ASPECTOS QUE ESTAN PRE,SENTES E}.{ EL DISEÑo

1.1. 1.2.

a

Introducción

J

Principales características de las carreteras

1.3. Clasificación de las carreteras

I.4.

pn LAS CARRETERAS

según su importancia.

3

4

1.3.1

Carreteras de interés nacional

4

I.3.2

Carreteras de interés provincial

/1 T

1.3.3

Carreteras intercantonales

4

I.3.4

Caminos vecinales.

4

Consideraciones sobre el diseño geométrico de las carreteras.

+A

L.4.I Sistemas conductor-vehículo-carretera-tráfico.

5

1.4.1.1 El conductor.

5

1.4.I.2 Vehículos y tráfico en el diseño de caneteras.

6

1.4.L3

6

Vehículos de diseño.

L.4.L4 --. Esfuerzos producidos por acción del trático.

7

L*'

L.4.L.5

.Resistencias que se oponen en movimiento de los vehículos.

7i

t

L:4.L:6 '..

:i I

rrAceleración y desaceleración de los vehícuIos.

10

;ts

1.4.7.7

L.4.2

Resistenciaal deslizamiento

EI tráfico vehicuiar eii las carreteras

10

11

I

ti

1.4.2.1

Generátridud.,

I.4.2.2 Terminología

Él tr'11:.

-tE¿---

utili zad,aen el tráfico.

ii 11

1.4.2.3

DeterminacióndelT.P.D.A.

T2

L4.2.4

Factores de variación del tráfico.

13

Proyecto, construs%liW

Fig. 10.11 Efecto de ftactura óptica

r62

Pro@ii¡,

fiscaliza

t10.5 Curvas verticales de entrace' En la misma forma en que en el proyecto horizontal se introduce curvas para eniazar las tangeutes, en el proyecto vertical, se clebe introcir-rcir curvas verticales para unir las iíneas de gradiente proyectadas; siendo las más utilizadas las parabólicas, debido a que se adaptatl con mayor facilidad a la trattsición o ca¡rbio graclual cle una pendiente a otra, por tener la inclinación cle la tangente una variación constante. En el cliseño del alineamiento vertical, 1as condiciones cle visibilidacl serán ópticas para garantizar la seguridad del tráfico vehicular' No es necesario proyectar curvas verticaies cuando la diferencia algebraica entre dos gradientes consecutivas es menos a 0,5 7o para velocidades de cliseño de hasta 80 Km/h, debido a que las corecciones son tan insignificantes que las diferencias entre las cotas en rasante y en tangente son mínimas y se pierden prácticarnente durante ia construcción-

1,0.5.1 Elementos de la curva vertical. Las curvas verticales son parábolas cuaclráticas que responden a la ecuación general Y = K X2, ctt la figura I0.I2 se indica los elementos de la misma.

L/z

'l-

L/2

¡q,

,?

,&.

Loi 8.'

Fig. 10.12 Elementos de Ia curva vertical de enlace En donde:

gtl g2 L XeY PIV PCV PTV e

= gradientesaenlazar' = longitud de la curva vertical. = coordenadas de cualquier puntO de la curva. - punto de intersección vertical de las pendientes. = principio de la curva vertical. = principio de ia tangente vertical' = ordenada máxima. iánto dc caminos

1,63

PROYECfO UAITTI(AI. DE¡. EJE DEL CAfi{!¡IO

Por semej anza de los triángulos AEB y ACR se tiene:

BE_ FC

BE,

=

AE1 AC2

FC

;

; además

2

por lo tanto

:

:

FC = FG + GC

FG=-Ln,

2"'

GC=!s.

2"'

EB=

t(rs'-rs')

," -l(s, - s,) L

.=T(g,-gr)

;

=

1"' - 8')

despejando e tenemos:

; expresando en porcentaje:

L

. = goo (9, - gt) Las coordenadas de cualquier punto de la curva están dadas por la relación:

YXzX' -=_-_=-\t e [AB]' (L

;

porlotanto:

,

\r)

Y

I)' - 4ef\L/

; reemplazando el valor de e se tiene:

"=o(#),r,-r,)# "

=#,(s,-s,)

nroyectoL, construsción, fiscaliraci

10.5.2 Visibitidad eu curvas verticalcs. penciientes, de cletermina la clistancia cie visibilidatl ¡rara paracla; es El ángulo máximo entre las pendientes, decir aquella para la cual un concluctor que circula por la carreter¿t y entra en 1a ctlrva vertical, alcauza a observar un obstáculo de 0.15 m. sobre la caizada del ca¡nino (suponiendo h= 1.35 m.); en cambio la distanci¿r r¡ínima de visibilidad para rebasamiento es la rnás larga distancia a la que el concluctor cuya altura de visibilidad (1,13 m.) sobre lacalzada del camino, puecle ver la parte superior cle un vehículo que circuia en senticlo contrario, consiclerando una aitura de L,34 m. sobre el nivel del pavirnento.

A' g': I

( OI3T, V'S'8IL¡DAD'

+-a.k Llnto

do

vlrlblllCad E'O

Fig. 10.13 Visibilidad en curYa vertical En la fig. 10.13 se indica las pendientes admisibles para visibilidad de rebasamiento que prácticamente se confunden con la curva vertical.

A'B'=

S (distancia de visibiliciad para rebasamiento)

sena =

-tt!A'O

;

de donde:

hl A'o=sena =La serc., =

a, ;

para ángul0s pequeños

,fr = 0 - e =lo'B oL]'=

; clespejando OB' h"

ffi=

h2

@

-")

Reemplazando se tiene:

(r) s=A'o+o's=L.¿6 nroyccior construcción'

en donde:

n y rn'antcnimiento de ca¡ninos

165

PNOYECTO UERT¡CAL DEI E'E DEt CAfitlNO

Derivando la expresión anterior con respecto a alfa e igualando a cero el ángulo theta crítico en fu¡ción de la distancia de visibilidad, se tiene:

(2)

dsh.h du a' 0-

(0 - a)'

h,+hr+2&h, S

Para la distancia de visibilidad de parada; reemplazando: h1

o

= 1.13 m y h2 - 0.15 m., tenemos:

=2'lo S

Para la distancia mínima de visibilidad para rebasamiento con

hl = 1.13 m y h2 = 1.34 m.,

tenemos:

o _ 4.93

1)

--

S

La aceleración radial máxima del vehículo que entra en Llna curva según pruebas realizaclas por organismos internacionales es de 0.30 m/seg' que garantiza estabilidad en la operación vehicular, lo cual exige un ángulo máximo luego del cual es indispensable introducir una curva vertical.

10.5.3 Curvasverticalescóncavas. Existen tres diferentes posibilidades de enlazar pendientes con curvas verticales cóncavas:

a).

entre dos líneas de gradiente positivas, b). en medio de dos gradientes negativas consecutivas y c). entre dos líneas de gradiente, una positiva y otra negativa. Ver figura 10.14

Fig. 10.14 Curvas verticales concavas 166

F@n,fiscaliza

___.-_..,.____-___i

I

ro

str'l

:

l¡¡

J

l¡¡

Fig. 10.15 Ejemplo de una curva vertical entre tangentes negatiYas (caso b) , Existen diferentes parámetros para establecer la longitud de una curva vertical cóncava: distancia mínima de visibilidad nocturna de frenado, comodidad para conducir, apariencia, etc. La distancia rnínima de visibiliclad nocturna cle parada, depende de la posición cle los faros clelarlteros, así como de la dirección ciel enfoque. La altura de los faros se considera a 0.60 m., ei haz cle luz tiene una direcóión divergente del eje longitudinal del vehículo. En curvas verticales cóncavas la visibilidad no presenta problemas durante el día; pero si en la noche. La distancia a la que alumbran los faros será ia distancia cle visibilidad de parada.

Las expresiones para calcuiar las longitudes de las curvas verticales cóncavas dadas por las normas de diseño del MOP son:

Para S