Informe 2 de Caminos

 

FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA CIVIL

Nombre Del Curso: Caminos 1 Docente: José Rafael, Mejía Chatilan Ciclo: Octavo Alumno: Vallejos Pinaya John N.º de Clase: 7591 Tema: Trazo y Selección de la Mejor Ruta Año: 2022

 

INDICE 1. RESUMEN. 2. INTRODUCCIÓ INTRODUCCIÓN. N. 3. OBJETIVO. 3.1. Objetivo general 3.2 Objetivos específicos. 4. MARCO TEÓRICO. 5. RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS. 6. METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO. 7. RESULTADOS. 8. CONCLUSIONES. 9. RECOMENDACIONES. 10. BIBLIOGR BIBLIOGRAFIA. AFIA.

 

RESUMEN El informe “Trazo y selección de la mejor ruta, basado según el manual del Diseño Geométrico DG2018”, está orientada a realizar el proyecto de trazado integral de una ruta, (el diseño geométrico). En el  presente informe de Trazo y selección de la mejor ruta, basado en el manual de Diseño Geométrico DG2018 desarrollaremos lo que viene hacer el trazado de ruta en el plano topográfico usando nuestros conocimientos de la clase de caminos. Con este informe daré a conocer una propuesta de una vía, con ayuda de las curvas de nivel que se muestra en el plano topográfico. topográfico. Para el desarrollo desarrollo de esta carret carretera era us usar arem emos os el pr prog ogra rama ma Au Auto toCA CAD D pa para ra traz trazar ar líne líneas as de una una curv curvaa de nivel nivel a otra otra,, se segui guire remo moss consecutivamente hasta tener cierto número de líneas trazadas y colocaremos esos datos en el programa Excel para así ayudarnos a saber a qué distancia, ángulos y el tipo de topografía tenemos en cada tramo. Al final usando la teoría y fórmulas que adquirimos del tema del estudio del método de bruce, así calculamos las rutas que nos favorecen.

 

INTRODUCCION ¿Por qué son importantes las vías? Las vías son una fuente de conexión, estas pueden ser terrestres, marí marítimas timas entre otras. Han servido a la humanidad para transportar transportarse, se, tanto para la economía como movilización movilización ayudando ahorrar tiempo es su  principal acción. Principalmente la terrestre como carreteras y vías auxiliares esta buscan cubrir la necesidad de permitirnos movilizarnos más rápidamente ya que al ser asfaltadas permiten que nuestros vehículos puedan desplazarse con mayor  facilidad en estas se contempla estructura, diseño por capacidad de una vía o intersección y diseño operacional de una intersección controlada, se pretende dar a conocer el procedimiento detallado para su cálculo y proyecciones futuras. Así mismo, a través de la aplicación del método estructurado para el cálculo del El Índice Medio Diario Anual (IMDA) este es el valor numérico estimado del tráfico vehicular en un determinado tramo de la red vial en un año. El IMDA es el resultado de los conteos volumétricos y clasificación vehicular en campo en una semana, y un factor de corrección que estime el comportamiento anualizado del tráfico de pasajeros y mercancías. El cual permite un panorama amplio de cuantos vehículos transitan transi tan o transitaran transitaran por la vía estudiada, estudiada, con el fin de conocer la calidad de su diseño. diseño. Se realizará realizará el cálculo de IMDA, verificación de confiabilidad demanda y una proyección de tráfico. Para concreta la calidad de las vías es necesario aplicar  estos métodos lo cual garantiza el éxito de las obras. Así como el estudio de trazo y elección de la mejor ruta de la carretera, también el tipo de topografía y clase del terreno, datos que se tendrán en cuenta para el diseño de la carretera también se especifican los objetivos que se desea alcanzar mediante el desarrollo del trabajo. En el marco teórico se especifica los conceptos y términos básicos que se usan en el diseño de una carretera así también como los parámetros de diseño.

 

OBJETIVOS: Objetivo General:

 

o Realizar Realizar el estudio estudio de la la mejor ruta ruta para el el diseño diseño geométrico geométrico de carreter carreteras. as.

Objetivo Especifico: Especifico :

 

o

Determinar la Orografa de la zona, abra, quebradas y curvas de plano.

o

Realizar trazos de las dierentes rutas de carreteras en el plano con el método topográco.

o

Realizar los cálculos necesarios para hallar el porcentaje de pendiente.

o

Determinar la mejor de ruta, con el método de bruce.

MARCO TEORICO En este informe se hablará de los siguientes estudios aplicados en la construcción de carreteras.

ESTUDIO TIPOGRÁFICO: La topográfico topográfico es la ciencia dedica al levantamiento levantamiento de datos en campo y determina determina la posici posición ón de uno o más puntos en el  plano, para medir las distancias horizontales y también sus ángulos que es la base de información, para el diseño vial de carreteras ya sean plasmados en un gráfico 2D o 3D.

LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO: Es un proceso de tomar mediciones del terreno, empleando instrumentos topográficos y registrando los datos con los cuales se procesa la información para así poder elaborar el plano respectivo.

 

DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS: El diseño geométrico es la parte más importante dentro de un proyecto de construcción o mejoramiento de una vía. En esta etapa se determina su configuración tridimensional, es decir, la ubicación y la forma geométrica definida para los elementos de la carretera; de manera que ésta sea funcional, segura, cómoda, estética, económica.

CLASIFICACIÓN DE VIAL: Para su clasificación de acuerdo por su demanda nos hemos proyectado a ser una CARRETERA DE TERCERA CLASE en el que su IMD (índice medio diario) soporta entre 300veh/día.

CLASIFICACIÓN SEGÚN CONDICIONES OROGRÁFICAS: OROGRÁFICAS:  

Carreteras tipo 1 Permite a los vehículos pesados mantener aproximadamente la misma velocidad que la de los vehículos ligeros. La inclinación transversal del terreno, normal al eje de la vía, es menor o igual a 10%.

Carreteras tipo 2 Es la combinación de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a reducir sus velocidades significativamente por debajo de las de los vehículos de pasajeros, sin ocasionar el que aquellos operen a velocidades sostenidas en rampa por un intervalo de tiempo largo. La inclinación transversal del terreno, normal al eje de la vía, varía entre 10 y 50%. Carretera de Tercera clase: IMDA < 400 (8).



Carreteras tipo 3  Es la combinación de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a reducir a velocidad sostenida en rampa durante distancias considerables o a intervalos frecuentes. La inclinación transversal del terreno, normal al eje de la vía, varía entre 50 y 100%.

 

 

Carreteras tipo 4 Es la combinación de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a operar a menores velocidades sostenidas en rampa que aquellas a las que operan en terreno montañoso, para distancias significativas o a intervalos muy frecuentes. La inclinación transversal del terreno, normal al eje de la vía.

CLASIFICACIÓN POR OROGRAFÍA Según el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (DG-2014) clasifica de la siguiente manera:

Terreno plano (tipo 1) Tiene pendientes transversales al eje de la vía, menores o iguales al 10% y sus pendientes longitudinales son por lo general menores de tres por ciento (3%), demandando un mínimo de movimiento de tierras, por lo que no presenta mayores dificultades en su trazado.

Terreno ondulado (tipo 2) Tiene pendientes transversales al eje de la vía entre 11% y 50% y sus pendientes longitudinales se encuentran entre 3% y 6 %, demandando demandando un moderado moderado movimiento de tierras, lo que permite permite alineamientos alineamientos más o menos rectos, sin mayores dificultades en el trazado.

Terreno accidentado (tipo 3) Tiene pendientes transversales al eje de la vía entre 51% y el 100% y sus pendientes longitudinales predominantes se encuentran entre 6% y 8%, por lo que requiere importantes movimientos de tierras, razón por la cual presenta dificultades en el trazado.

Terreno escarpado (tipo 4) Tiene pendientes transversales al eje de la vía superiores al 100% y sus pendientes longitudinales excepcionales son superiores al 8%, exigiendo el máximo de movimiento de tierras, razón por la cual presenta grandes dificultades en su trazado.

 

CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A LA DEMANDA:

V.

Aut utop opis ista tass de de 11rra ccla lase se Son carreteras con IMDA (Índice Medio Diario Anual) mayor a 6.000 veh/día, de calzadas divididas por medio de un separador central mínimo de 6,00 m; cada una de las calzadas debe contar con dos o más carriles de 3,60 m de ancho como mínimo, con control total de accesos (ingresos y salidas) que proporcionan flujos vehiculares continuos, sin cruces o pasos a nivel y con puentes peatonales en zonas urbanas. La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.

VI.

Aut utop opis ista tass d dee 2da 2da clase lase Son carreteras con un IMDA entre 6.000 y 4.001 veh/día, de calzadas divididas por medio de un separador central que puede variar de 6,00 m hasta 1,00 m, en cuyo caso se instalará un sistema de contenció contenciónn vehicular; cada una de las calzadas debe contar con dos o más carriles de 3,60 m de ancho como mínimo, con control parcial de accesos (ingresos y salidas) que proporcionan flujos vehiculares continuos; pueden tener cruces o pasos vehiculares a nivel y  puentes peatonales en zonas urbanas. La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.

VII. VII.

Carr Carret eter eras as de 1r 1ra. a. Clas Clasee Son carreteras con un IMDA entre 4.000 y 2.001 veh/día, con una calzada de dos carriles de 3,60 m de ancho como mínimo. Puede tener cruces o pasos vehiculares a nivel y en zonas urbanas es recomendable que se cuente con  puentes peatonales o en su defecto con dispositivos de seguridad vial, que permitan velocidades de operación, con mayor seguridad. La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.

 

VIII VIII..

Carr Carret eter eras as de de 22da da.. Cla Clase se Son carreteras con IMDA entre 2.000 y 400 veh/día, con una calzada de dos carriles de 3,30 m de ancho como mínimo. Puede tener cruces o pasos vehiculares a nivel y en zonas urbanas es recomendable que se cuente con  puentes peatonales o en su defecto con dispositivos de seguridad vial, que permitan velocidades de operación, con mayor seguridad. La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.

IX IX..

Carr Carret eter eras as de 3r 3ra. a. Clas Clasee Son carreteras con IMDA menores a 400 veh/día, con calzada de dos carriles de 3,00 m de ancho como mínimo. De maner maneraa ex excep cepci cion onal al es esta tass vías vías podrá podránn tener tener ca carr rril iles es ha hast staa de 2,50 2,50 m, cont contand andoo con el sust sustent entoo técni técnico co correspondiente. Estas carreteras pueden funcionar con soluciones denominadas básicas o económicas, consistentes en la aplicación de estabilizadores de suelos, emulsiones asfálticas y/o micro pavimentos; o en afirmado, en la superficie de rodadura. En caso de ser pavimentadas deberán cumplirse con las condiciones geométricas estipuladas para las carreteras de segunda clase.

X.

Tro roccha hass car arro rozzab able less Son vías transitables, transitables, que no alcanzan las características características geométricas geométricas de una carretera, carretera, que por lo general tienen un IMDA menor a 200 veh/día. Sus calzadas deben tener un ancho mínimo de 4,00 m, en cuyo caso se construirá ensanches denominados plazoletas de cruce, por lo menos cada 500 m. La superficie de rodadura puede ser afirmada o sin afirmar.

 

ÍNDICE MEDIO DIARIO ANUAL (IMDA) XI.

Representa Representa el promedi promedioo aritmético aritmético de llos os volúmenes volúmenes diarios diarios para para todos todos los días días del año, año, previsible previsible o existente existente en una una sección dada de la vía. Su conocimiento da una idea cuantitativa de la importancia de la vía en la sección considerada y  permite realizar los cálculos de factibilidad económica.

XII.

Los valores valores de IMDA IMDA para para tramos tramos espec específicos íficos de de carretera, carretera, proporci proporcionan onan al proyecti proyectista, sta, la iinforma nformación ción necesaria necesaria para para determinar las características de diseño de la carretera, su clasificación y desarrollar los programas de mejoras y mantenimiento. Los valores vehículo/día son importantes para evaluar los programas de seguridad y medir el servicio  proporcionado por el transporte en carretera.

XIII.. XIII

La carretera carretera se diseña diseña para para un volumen volumen de tránsito, tránsito, que que se determina determina como como demanda demanda diaria promedio promedio a servir hasta hasta el final del período de diseño, calculado como el número de vehículos promedio, que utilizan la vía por día actualmente y que se incrementa con una tasa de crecimiento anual.

 

VELOCIDAD DE DISEÑO Es la velocidad escogida para el diseño, entendiéndose que será la máxima que se podrá mantener con seguridad y comodidad, sobre una sección determinada de la carretera, cuando las circunstancias sean favorables para que prevalezcan las condiciones de diseño. En el proceso de asignación de la Velocidad de Diseño, se debe otorgar la máxima prioridad a la seguridad vial de los usuarios. Por ello, la velocidad de diseño a lo largo del trazado, debe ser tal, que los conductores no sean sorprendidos por  cambios bruscos y/o muy frecuentes en la velocidad a la que pueden realizar con seguridad el recorrido. Esta velocidad, denominada Velocidad de Diseño del tramo homogéneo, es la base para la definición de las características de los elementos geométricos, incluidos en dicho tramo. Para identificar los tramos homogéneos y establecer su Velocidad de Diseño, se debe atender a los siguientes criterios:

1) La longitud mínima de un tramo de carretera, con una velocidad de diseño dada, debe ser de tres (3,0) kilómetros,  para velocidades entre veinte y cincuenta kilómetros por hora (20 y 50 km/h) y de cuatro (4,0) kilómetros para velocidades entre sesenta y ciento veinte kilómetros por hora (60 y 120 km/h). diferencia de la Velocidad Velocidad de Diseño Diseño entre tramos adyacentes, adyacentes, no debe ser mayor a veinte kilómetros kilómetros por hora 2) La diferencia (20 km/h).  No obstante, lo anterior, si debido a un marcado cambio en el tipo de terreno en un corto sector de la ruta, es necesario establecer un tramo con longitud menor a la especificada, la diferencia de su Velocidad de Diseño con la de los tramos adyacentes no deberá ser mayor de diez kilómetros por hora (10 km/h).

 

Tabla 01  Rangos de la Velocida Velocidad d de Diseño een n función a la clasificac clasificación ión de la carr carretera etera por de demanda manda y o orografía. rografía.

 

PENDIENTE:

 

El empleo de las pendientes para los diferentes tramos de un trazado debe ser objeto de atento estudio por parte del  proyectista, procederán a las comparaciones necesarias y explicara la elección necesaria. Esto incumbe el proyectista la obligación de demostrar que la solución elegida es la mejor que otras posibles, sin superar los valores máximos. Al efectuar la elección el proyectista tendrá en cuenta, la influencia de la pendiente sobre el costo de la construcción de la carretera, tanto por lo que se refiere a los mayores costos en conexión con los desarrollos que generalmente al empleo de una  pendiente menor, como por lo referente a los costos más altos que podrían derivar del empleo continuo de la pendiente indicada como máxima.  

Pendiente Mínima Es conveniente conveniente proveer una pendiente mínima del orden de 0,5%, a fin de asegurar en todo punto de la calzada un drenaje de las aguas superficiales. Se pueden presentar los siguientes casos particulares: 

Si la calzada posee un bombeo de 2% y no existen bermas y/o cunetas, se podrá adoptar excepcionalmente sectores con pendientes de hasta 0,2%.



Si el bombeo es de 2,5% excepcionalmente podrá adoptarse pendientes iguales a cero.



Si existen bermas, la pendiente mínima deseable será de 0,5% y la mínima excepcional de 0,35%.



En zonas de transición transición de peralte, en que la pendiente pendiente transversal transversal se anula, la pendiente mínima deberá ser de 0,5%.

 



Pendiente Máxima Es conveniente considerar las pendientes máximas que están indicadas en la Tabla 02, no obstante, se pueden  presentar los siguientes casos particulares:



En zonas de altitud superior a los 3.000 msnm, los valores máximos de la Tabla 02, se reducirán en 1% para terrenos accidentados o escarpados.



En autopistas, las pendientes de bajada podrán superar hasta en un 2% los máximos establecidos en la Tabla

02.

Tabla 02  Pendientess máximas (%)  Pendiente

 



Pendiente Máxima Absolutas Excepcionalmente, el valor de la pendiente máxima podrá incrementarse hasta en 1%, para todos los casos. Deberá justificarse técnica y económicamente la necesidad de dicho incremento. Para carreteras de Tercera Clase deberán tenerse en cuenta además las siguientes consideraciones:



En el caso de ascenso continuo y cuando la pendiente sea mayor del 5%, se proyectará, más o menos cada tres kilómetros, un tramo de descanso de una longitud no menor de 500 m con pendiente no mayor de 2%. La frecuencia frecuen cia y la ubicación de dichos tramos tramos de descanso, descanso, contará con la correspondiente correspondiente evaluación evaluación técnica y económica.



En general, cuando se empleen pendientes mayores a 10%, los tramos con tales pendientes no excederán de



180 m. La máxima pendiente promedio en tramos de longitud mayor a 2.000 m, no debe superar el 6%.



En curvas con radios menores a 50 m de longitud debe evitarse pendientes mayores a 8%, para evitar que las  pendientes del lado interior de la curva se incremente incrementenn significativamente.



Pendiente Económica Son aquellas que permiten al vehículo salir a la velocidad más eficiente de la maquina con el menor consumo de combustible, lubricante y descender sin necesidad de usar los frenos y sin necesidad de alcanzar una velocidad excesiva, todo esto con el fin de reducir el desgaste mecánico y de neumático. Se ha demostrado que las pendientes más económicas es la que bordea el 3% porque en uno u otro sentido la velocidad de operación es prácticamente la misma.

 

PUNTOS DE CONTROL: Es todo elemento que origina un encauzamiento encauzamiento u orientación del trazo de una carretera. carretera. En Importante Importante que la carretera carretera se desarrolla dentro área de terreno para identificará los puntos de control.   Tipos de puntos de control 

Puntos de control naturales

 

Son puntos producto de la naturaleza, por ejemplo: o

Abras o punto de paso entre dos cuencas

o

laderas apropiadas para el trazo

o

zonas rocosas

o

 pantanos



Puntos de control artificial

 

Son puntos hechos por el hombre, por ejemplo: o

o

ciudades

o

zonas arqueológicas

o

o



 pueblos

 puentes alcantarillas

Puntos de control positivos Son puntos para el trazo de la carretera, facilitando en: o

o

o



ubicación de curvas  puentes, alcantarillas

Punto de control negativo

 

Generalmente son hechos por la naturaleza y que dificultan o impiden el trazo de la carretera, dentro de estos  puntos, se tiene los pantanos, zonas rocosas, zonas agrícolas, cementerios, casas de campesinos, c ampesinos, etc.

RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS En este presente informe se presentará los programas que nos ayudan a la elaboración del trabajo: 1. Auto Cad: 

2. Plano topográfico:

 

3. Programa Excel: 

4. Calculadora:

 

METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO 1. Líne Líneaa de Vuel Vuelo_ o_ Calc Calculo ulo de pe pendien ndiente: te: 

Para el primer procedimiento se tiene que realizar en el plano asignado, la línea vuelo que consiste en el resultado de la pendiente con, la cual luego se usara para realizar variaciones de cada tramo, de las diferentes rutas.

2. Var Variac iación ión de R Radi adios: os: 

Una vez calculado la pendiente de punto A y punto de B de nuestra ruta podremos realizar los trazos, para ello con nuestra pendiente se calcula el radio, y variar de radio manteniéndonos en el rango de nuestra pendiente y el máximo de la pendiente. Para ello usamos la siguiente formula. 200/P.MAX % = 200/ 7.75 = 25.80

 

3. Reco Recopilac pilación ión de datos de las Ruta Rutas: s: 

Una vez realizado las variaciones de todos los trazos del Punto Inicial hasta el Final de las rutas, pasamos a contabilizar los tramos y pendientes realizadas.

 

4. Mét Método odo de Br Bruce uce:: 

Para terminar, vamos a realizar la tabla de método de bruce donde pondremos todos resultados de cada tramo como: cota inicial, cota final y longitud de cada tramo, para así hallar los demás resultados como se ve en este ejemplo.



Por último, comparamos los diferentes resultados de cada una de las rutas trazadas.

 

RESULTADOS:

 Prima ruta

 

07:26 / 12:06

 

 Segunda ruta

 

En mis resultados finales, comparando la ruta se ha determinado que la ruta mas corta es la numero 2 (rosado) y la más larga es la Azul. Por lo tanto, se concluye que la ruta mas favorable es la numero 2 (Rosado).

CONCLUSIONES 

Se logró seleccionar la mejor ruta mediante el método de Bruce



Para la selección final de una ruta aplicamos el “Método de Bruce”. Ya que a través de este método podemos determinar la longitud resistente que tendrá cada trazo realizado, finalmente nos dimos cuenta que la ruta 2 fue la más favorable.

RECOMENDACIONES



Se recomienda varias mas radios para poder hallar los resultados



Se recomienda tener cuidado al momento de trazar el tramo sino puede fallar al momento de trasladar  los puntos al campo y estropearía la realización de la carretera.



Se debería.



Se debe respetar la pendiente máxima permitida por la norma peruana para el diseño de carreteras.

   



Para este tipo de proyectos se recomienda utilizar el método topográfico ya que es rápido y requiere  poco personal.

BIBLIOGRAFIA



Colaboradores de Wikipedia. (s/f). topografía . Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Topograf%C3%ADa&oldid=143015572



Trazo de Una Carretera y Elección de Una Mejor Ruta . (s/f). 1Biblioteca.co. Recuperado el 27 de abril de

2022, de https://1library.co/document/qooo167q-trazo-de-una-carretera-y-eleccion-de-una-mejor-ruta.html



Cárdenas G, James. “Diseño geométrico de carreteras”. Miraflores, Lima, Perú 2015 https://editorialmacro.com/wp-content/uploads/2021/02/9786123042769.pdf 



Caminos: Elección de la Mejor Ruta - Método Bruce. (s/f). IngCivilFree.Com. Recuperado el 22 de mayo de 2022, de https://civilfree.blogspot.com/2013/07/caminos-eleccion-de-la-mejor-ruta.html

 

ANEXO