Planeamiento de Una Vía

 

PLANEAMIENTO DE UNA VÍA 1.  ETAPAS DEL ESTUDIO DE UNA CARRETERA: Las etapas para realizar un buen estudio de una carretera son: 1º Estudio Socioeconómico: Toda carretera para poder ser diseñada y construida, debe tener una justificación Económica. Del Estudio Socioeconómico se determina determina qué clase de vehículo se necesita para poder realizar el intercambio cultural, social, económico, entre las zonas beneficiadas por la carretera; así mismo se determina el volumen de tráfico y se establecerá el tipo de vehículo predominante en la zona, para luego con las características físicas (dimensiones) de este vehículo se diseñe la carretera. 2º Estudio de Planeación: Cuando se estudia la posibilidad de construcción de una vía, se debe pensar que esta vía es una inversión a largo plazo, en consecuencia la concepción de esta vía debe estar relacionada con la solución de problemas futuros. 3º Reconocimiento de las Rutas: El reconocimiento es el estudio más importante de una carretera, ya que luego de elegir ele gir la más favorable (mínimo 03 rutas), rut as), se toma la decisión sobre la ubicación del eje de la vía y por consiguiente la facilidad o dificultad de la utilización de los parámetros de diseño, como velocidad directriz, radios de las curvas, peraltes, etc. En esta etapa se determina los puntos obligados de paso. Antes de realizar el Reconocimiento, se debe obtener información sobre la zona en estudio; esta información se la puede obtener del Ministerio de Transportes y Comunicaciones en la dirección de Ingeniería, Ministerio de Guerra, Instituto Geográfico Militar, Ministerio de Aeronáutica, Dirección de Servicio Aéreo Fotográfico Nacional. Los mapas y cartas que sirven de información para el Estudio son: -  Mapa del Perú 1/1’000,000 redactados a base de la Carta Nacional.   -  Carta Nacional 1/200,000 -  Diagramas viales -  Mapas Viales -  Carta de aproximación Aeronáuticas de la Fuerza Aérea de USA 1/1’000,000   Reconocimiento De un plano a curvas de Nivel: Cuando el Estudio es del tipo topográfico, esto quiere decir que se lo realiza en un Plano a Curvas de Nivel las que deben tener una equidistancia de 2 metros. 4º Estudio de Diseño: El Estudio del Diseño, comprende la ubicación del eje de la vía, teniendo en cuenta los parámetros de diseño, es decir se diseña el eje de la vía de acuerdo a las Normas Peruanas de Carreteras (NPDC). Tiene dos partes: -  El Estudio Preliminar o Anteproyecto: Se realiza luego de elegir la mejor ruta; en esta etapa se ubica la poligonal de estudio que contiene al eje de la carretera. -  El Estudio Definitivo: En esta etapa del Estudio, se define definitivamente, el eje de la vía, la que es la línea central de la vía formada por alineamientos y curvas o tramo recto o tangente y tramo curvo. curvo. El eje se traza teniendo como base base la línea poligonal determinada en el Estudio Preliminar. En general, todo estudio de carreteras, comprende: 1.  Se realiza el Reconocimiento de las Rutas (mínimo 03). 2.  Se determina la mejor ruta.

 

3.  Se traza la poligonal 4.  Se realiza el Estudio Definitivo, utilizando los Parámetros de Diseño (Velocidad Directriz, Radio de Curvas, Pendientes, Peraltes, Rampas de Peralte, etc.) a fin de obtener los planos en Planta, Perfiles y secciones transversales. 5º Construcción de la Vía: La construcción es materialización de una concepción vial, es la etapa que en definitiva vendrá a poner a prueba el arte, el ingenio y la técnica que el Ingeniero haya desarrollado durante el estudio y diseño. 2.  PUNTOS DE CONTROL: Se llama punto de control a todo punto o elemento que origina un encauzamiento u orientación del trazo de una carretera. Un punto de control restringe el trazo de la vía, vía, por lo que es necesario, que antes de iniciar el estudio se debe identificar i dentificar o descubrir los puntos de control. Es necesario recalcar que la carretera se desarrolla dentro de una franja de terreno y dentro de esta franja se identificará o descubrirá los puntos de control. a.  Clases de Puntos de Control: a.1. Puntos de Control Naturales: son puntos producto de la naturaleza, tales como: Abras o punto de paso entre dos cuencas, laderas apropiadas para el trazo, zonas rocosas, pantanos (no adecuado para el trazo). 4330

4340

1

4350

P1

2 A

P2 4360

Figura 1. Abras como Punto de Control P1, P2 = Puntos Cima de Cerros. A = Abra 1, 2 = Posibles rutas de trazo Abra: Son puntos importantes de la topografía del terreno, que se busca para pasar de una cuenta a otra. Toda Abra para ser utilizada debe cumplir con los siguientes requisitos:

- Que tenga menor elevación, respecto a las abras próximas. -   Que tenga menor anchura.

 

-  Que tenga accesos favorables. -  Que se aproxime más a la dirección del trazo. a.2. Puntos de Control Artificial: Son puntos hechos por el hombre, como pueblos, ciudades, zonas arqueológicas, puentes, alcantarillas. a.3. Punto de Control Positivo: Puntos que atraen el trazo de la carretera a que otorguen facilidad para la ubicación de curvas, puentes, alcantarillas, etc., dentro de estos se encuentran las abras, cuellos en ríos, laderas apropiadas apropiadas para el trazo, etc. Los puntos de control positivosPositivos, pueden ser Puntos desiControl y Puntos Control Artificiales dependiendo han sidoNaturales hechos porPositivos la naturaleza o por de la mano de hombre respectivamente. a.4. 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 zonas agrícolas, cementerios, casas de campesinos, etc. Los puntos de control negativos, pueden ser Puntos de control naturales negativos y puntos de control artificiales negativos, dependiendo si han sido hechos por la naturaleza o por la mano de hombre respectivamente.

A

1

2

Puente

5

3 Pantano

Cementerio

Abra

4 Zona Agrícola

Río Puente Pantano Abra Cementerio Zona Agrícola

= = = = = =

Figura 2. Puntos de Control Natural (+) Artificial (+) Natural (-) Natural (+) Artificial (-) Artificial (-)

B

 

PARAMETROS DE DISEÑO 1. 1.   VELOCIDAD. La velocidad es el el factor primordial de todos todos los sistemas de transporte y aquella con que circulan los vehículos por una vía, es un índice importante que debe tenerse en cuenta al establecer las características de proyecto proyecto de la misma. Se distinguen tres tipos de velocidad: 1.1.  Velocidad de Operación: que es la máxima velocidad de circulación en condiciones 1.1. imperantes en la vía, como el tránsito, el estado de la superficie de rodadura y las condiciones ambientales existentes. 1.2.  Velocidad de marcha: que es la determinada en un trayecto de carretera al dividir la 1.2. distancia total recorrida por el tiempo efectivo de marcha. 1.3.  Velocidad Directriz o de diseño: que es la escogida para proyectar una carretera y 1.3. relacionar las características físicas de la vía, tales como los radios de curvatura, el peralte, las distancias de visibilidad, etc., de los cuales depende la operación segura de los vehículos. También se puede definir como la escogida para para el diseño, entendiéndose que será la más que se podrá mantener con seguridad sobre una sección determinada de la carretera cuando las circunstancias favorables para que prevalezcan las condiciones de diseño. ELECCIÓN DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ La elección de la velocidad de diseño es una cuestión esencial primordialmente de índole económica. Esta velocidad para lograr el mínimo consumo de combustible y el menor menor desgaste del vehículo, debe conservarse lo más uniforme posible y a la vez debe ser lo más alta posible para atender a los requerimientos del del volumen de tráfico. tráfico. Estas condiciones solo se obtienen en terrenos planos; en terrenos ondulados y más aún en terrenos accidentados la curvatura y pendiente imponen variaciones en la velocidad con el sobrecosto consiguiente en el transporte. De acuerdo con la NPDC, la velocidad directriz está influenciada por los siguientes factores: Relieve del terreno, tipo de carretera a construirse, volumen y tipo de tráfico que se espera, por otras consideraciones de orden económico. Con base en la geografía física peruana, en nuestro medio se emplean los siguientes tipos de velocidades de diseño, según el tipo de topografía y la clase de carretera a diseñar. VELOCIDAD DIRECTRIZ TOPOGRAFÍA Plana Ondulada Accidentada 100 60 45 80 45 30 50 35 25 30 25 20

Clase de Carretera 1 ra 2 da 3 ra 4 ta Fuente: NPDC De la velocidad influye a su vez en muchos factores de diseño tales como: Distancia de Parada (DP), Distancia de Paso o Sobrepaso (DS), Radios Mínimos de curvas horizontales, ancho de la sección transversal.

 

  VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD V ELOCIDAD DIRECTRIZ: En nuestro País, por lo cambiante de la topografía no es posible mantener constante, la velocidad de diseño, por lo que en una carretera puede haber diversos tramos calculados para velocidades directrices diferentes, la cual se indicará por medio de señales de tránsito instaladas en el borde de la vía. Las normas peruanas para el diseño de carreteras recomiendan que los cambios en la velocidad de diseño se efectuaran en incrementos o decrementos de 15 km/h, o se tomará el 20% de la velocidad directriz. directriz. Se tomará la menor variación: -  Cada 15 km/h -  20% de V. Por ejemplo, si se tiene una velocidad Directriz de de 60 km/h, y es necesario hace hacerr una variación de velocidad, se tendrá dos posibilidades. -  Cada 15 km/h. -  20% de 60 = 12 km/h Se tomará 12 km/h, por ser la menor variación. 2.  2.  DISTANCIAS DE VISIBILIDAD Se entiende por distancia de visibilidad al tramo de máxima longitud de carretera perceptible hacia adelante por el conductor que transita transita por ella. Para que la marcha sea segura es preciso que, en ningún caso, esta distancia sea menor de la requerida para efectuar las maniobras necesarias de la circulación del vehículo sin peligro. Al efecto deben considerarse dos tipos de distancias de visibilidad de frenado y de paso. 2.1.  DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE FRENADO O DE PARADA 2.1. Es la misma distancia para que el conductor de un vehículo, marchando a la velocidad directriz pueda detenerse antes de llegar a un objeto fijo que aparece de improviso en su línea de circulación. En ningún punto de la carretera carretera la distancia de visibilidad deb debee ser menor que la distancia de frenado. Factores que influyen en la distancia de visibilidad de parada: -  Velocidad directriz. -  Pendiente

-  Del tiempo de percepción y reacción del conductor para aplicar los frenos. -  Tipo de superficie y condiciones en que se encuentre. Las NPDC, da los valores de la Dp en su lámina 4.2.2 (Pág. 17) DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA (Dp) SEGÚN LA VELOCIDAD DIRECTRIZ V. Directriz 30 40 50 60 70 80 90 100 (Km/h) 160 135 95 115 75 60 45 i = 0% 30 185 155 105 125 85 65 50 Dp i = -6 % 35 145 120 100 85 70 55 40 i = +6% 30 Fuente: NPDC. NPDC. Lámina 4.2.2

110 180 215 165

 

2.2.  DISTANCIA PARA EL SOBREPASO EN CARRETERASILIDAD DE PASO (Ds) 2.2. El problema de considerar la distancia para el sobrepaso se presenta en las carreteras de doble carril de circulación, o sea en las que tienen solo uno para sentido. Cuando un vehículo, que transita normalmente por el carril de su derecha, tiene delante otro vehículo al que debe sobrepasar, requiere de una distancia para ejecutar, completa, la maniobra de sobrepaso. Para el adelantamiento o sobrepaso, el vehículo debe salirse de su carril para ocupar el carril izquierdo mientras se adelanta lo suficiente para volver a su carril normal de la derecha, una vez vez que ha dejado atrás al vehículo vehículo adelantado. En la operación de adelantamiento se consideran distancias ligadas a los tiempos y a las velocidades para tomar una sucesión de decisiones y para realizar las maniobras requeridas, teniendo en cuenta, además, la presencia de un vehículo, que avanza en sentido sentido contrario. La distancia total para el sobrepaso se considera dividida en cuatro distancias parciales en dos fases sucesivas. Se establece que, para propósitos de análisis, hay que considerar los siguientes elementos: Vd = Velocidad de diseño o velocidad directriz en km/h m = Mayor velocidad del vehículo que sobrepasa con relación al sobrepasado. a = Aceleración, del vehículo que sobrepasa para tener la velocidad de sobrepaso, en km/h por segundo. t = Tiempo en segundos. Para el cómputo de la distancia de sobrepaso se considera que se adelanta a un solo vehículo (no a una sucesión de dos o más vehículos). Además, se debe asumir que el comportamiento o Habilidad de los conductores corresponde al de un porcentaje más alto de ellos que el del promedio promedio general de los mismos. De acuerdo con la AASHTO, las suposiciones a considerar son las siguientes: a.  a.  El vehículo que será sobrepasado viaja a velocidad uniforme. b.  b.  El vehículo que sobrepasará ha reducido su velocidad y sigue al que será sobrepasado hasta un tramo de carreta apto para la maniobre de sobrepaso. c.  c.  Cuando se ha ingresado a un tramo apto para el sobrepaso, el conductor necesita de un tiempo corto para ver que el tramo está libre y reaccionar para iniciar el adelantamiento. d.  La acción de sobrepaso podría describirse como una de comienzo cauteloso y retardado seguido de una apresurada vuelta al carril normal a la vista de tráfico en sentido contrario, acelerando para adelantar a una velocidad promedio, estando fuera del carril normal, de 10 millas por hora (16.1 km/h) mayor que la del vehículo que será adelantado. e.  e.  Cundo el vehículo que adelanta vuelve a su carril normal, hay una distancia apropiada entre éste y el que se avecina en sentido contrario. Las distancias parciales (ver figura) de la distancia total “d” de sobrepaso son las siguientes: d1, Distancia recorrida durante el tiempo de percepción y de reacción para la aceleración inicial, momento en que comienza la ocupación del carril izquierdo. d2, Distancia recorrida, invadiendo el carril izquierdo, por el vehículo que sobrepasa, hasta que retorna a su carril normal.

 

d3, Distancia entre el vehículo que sobrepasa y el que viene en sentido contrario cuando el primero retornó a su carril normal. d4, Distancia recorrida por el vehículo que se avecina en sentido contrario durante 2/3 del tiempo que emplea el vehículo que sobrepasa para recorrer la distancia d2.

PRIMERA FASE

SEGUNDA FASE

  Las NPDC, para determinar las DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE SOBREPASO propone la lámina Nº 4.3.2 Además las NPDC, indican que la visibilidad de paso será asegurada en la mayor longitud posible del proyecto, señalándose que está deberá asegurarse en un porcentaje no menor que el fijado en la siguiente tabla: PORCENTAJES DE LONGITUD CON VISIBILIDAD DE SOBREPASO Carretera Velocidad Directriz Porcentaje del Proyecto en que de Asegurarse la Visibilidad de Paso 3ra Clase De 30 a 70 km/h 25% 2da Clase De 40 a 80 km/h 50% 1ra Clase De 70 a 100 km/h 70% Porcentaje de longitud con visibilidad de sobrepaso: Para hacer el chequeo de este porcentaje se considera que los tramos rectos tengan una longitud mayor a la Distancia de sobrepaso respectiva. En caso de que los tramos rectos no sean sean suficientes podrá tomarse las siguientes alternativas:

-  Rectificar alineamientos eliminando curvas horizontales a fin de tener -  - 

alineamientos rectos más grandes. Ampliar los radios de las curvas de modo que satisfagan el radio con visibilidad de sobre paso. Dispone banquetas de visibilidad.