1. APECTOS FUNDAMENTALES

LA VELOCIDADLa velocidad es uno de los más importantes factores que los viajeros consideran al seleccionar entre medios de transporte o entre alternativas de rutas. La velocidad de los vehículos en una vía depende, además de las capacidades de los conductores y de sus vehículos, de cuatro condiciones generales: de las características físicas de la carretera y de sus zonas aledañas, del clima, de la presencia de otros vehículos y de las limitaciones a la velocidad 

TEORIAS SOBRE LINEAS DE GRADIENTE

VELOCIDAD DE DISEÑOConocida también como velocidad de proyecto corresponde a una velocidad de referencia que sirve de guía para definir las especificaciones mínimas para el diseño geométrico. La velocidad de diseño de un proyecto se puede mantener a lo largo de todo su recorrido o puede ser definida por tramos dependiendo de las diferentes condiciones, físicas principalmente, que se vayan presentando.

NOCIONES SOBRE TRAZADO DE CARRETERASUno de los factores que más influye en el trazado de una carretera es la metodología a seguir en el trazado de una carretera es la topografía y más aún si esta es montañosa.

RECONOCIMIENTO Y SELECCIÓN DE RUTASInicialmente se debe recopilar toda la información disponible necesaria para poder llevar a cabo el estudio de las posibles rutas. Esta información puede constar de: Fotografías aéreas y datos metereológicos. Restituciones aerofotográmetricas a escala reducida. Mapas y planos topográficos existentes de la región.

 EVALUACION DE RUTASEn algunas ocasiones puede suceder que la ruta apropiada sea muy obvia y no halla necesidad de evaluar otras, tal es el caso cuando la topografía es relativamente plana o la longitud de la vía sea muy corta, pero, si se han determinado varias rutas se debe llevar a cabo una serie de análisis que se detallan a continuación: Determinar puntos de control secundario: posibles ponteaderos

(cruces favorables de corrientes de agua), depresiones de las cordilleras, vías existentes, pequeñas poblaciones, bosques, puntos de fallas o pantanos que deben ser evitados.

Hallar pendientes longitudinales y transversales predominantes. Determinar características geológicas. Ubicar fuentes de materiales (canteras).

En la Figura a continuación, se puede visualizar tres posibles alternativas o rutas para el trazado de una carretera entre los puntos A y B. La ruta 1 requiere de una estructura para cruzar el río, la ruta 2 requiere dos estructuras aunque presenta una curvatura más suave, mientras que la ruta 3, aunque con un recorrido un poco mayor, no requiere estructuras.

 INFLUENCIA DE LA TOPOGRAFÍA EN EL TRAZADOSe debe establecer desde un principio las características geométricas de la vía, como radio mínimo, pendiente máxima, vehículo de diseño, sección transversal, etc.

 Tipos de terreno. La topografía del terreno atravesado influye en el alineamiento de carreteras y calles. A continuación se hace un análisis sobre los aspectos más importantes .

Terreno plano. Permite obtener alineamientos, horizontal y vertical, de modo que los vehículos pesados circulen a una velocidad aproximadamente igual a la de los vehículos ligeros.

Carretera típica de terreno ondulado : Su alineamiento horizontal y vertical ocasiona que los vehículos pesados reduzcan sus velocidades significativamente por debajo de las de los vehículos livianos

Carretera típica de terreno montañoso:El diseño geométrico en este tipo de terreno obliga a que los vehículos pesados circulen a una velocidad sostenida en rampa durante distancias considerables.

Carretera típica de terreno escarpado. No son apropiadas para el tránsito de vehículos pesados ya que las pendientes longitudinales obtenidas son muy altas y los radios de curvatura muy pequeños.

Cota de terreno Pendiente máxima Pendiente excepcional

Menor a 3000 msnm. 7% 8%

Mayor a 30000 msnm. 6% 7%

Cuadro de división de la pendiente dependiendo de la cota:

Mayor a 3000 msnm.

Menor a 3000 msnm.

 TRAZADO LÍNEA DE CEROS En terrenos con topografía accidentada – ondulados, montañosos y escarpados - para efectos de seleccionar la mejor ruta es necesario llevar a cabo estudios antepreliminares sobre planos o restituciones fotogramétricas.

1.Trazado de líneas de pendiente en un plano topográfico

TRAZADO DE LÍNEA

Sobre cada una de las diferentes líneas de ceros obtenidas se debe proceder al trazado de la línea antepreliminar que consiste en obtener una poligonal compuesta de líneas rectas y unidas por sus extremos de modo que se ajuste lo mejor posible a la línea de ceros

LÍNEA PRELIMINARLuego de decidir cuál de las alternativas en estudio presenta las mejores condiciones se procede a definir sobre esta la línea preliminar. La poligonal del proyecto definitivo corresponde prácticamente a la línea preliminar, o a esta última con algunos cambios mínimos que se requieran

Movimiento de tierra: Este aspecto se evalúa a partir del perfil longitudinal y las secciones transversales.

Figura 2.Figura 1.

En la figura 2 se ha obtenido una línea preliminar a partir de la línea ante preliminar de la figura 1. Nótese que en la parte final no fue posible reemplazar las dos curvas derechas por una sola dado la distancia entre ellas y la dirección de las rectas extremas.

En la figura 3 se observa el trazado de una línea preliminar a la cual se le ha levantado secciones transversales cuyo espaciamiento varia de acuerdo al tipo de terreno pero lo normal es que este entre 20 y 50 metros. Figura 3

• En todos los casos anteriores la línea preliminar se ubica por coordenadas, empleando ya sea una estación o un GPS.

o

La nivelación del eje se debe hacer con un nivel de precisión o en su defecto con una estación total. Se puede llevar a cabo por el método de radiación de puntos siendo este método el más utilizado en la actualidad.

Elementos de la curva circular

En resumen los principales elementos de la curva circular son:

Gradiente:Medida de la inclinación de una curva (con frecuencia una línea recta). Se define como la relación del cambio vertical (elevación) con respecto al cambio horizontal (recorrido) para una línea no vertical.

Calculo de la gradiente con ecuaciones

Calculo de la gradiente con el eclímetro

Es necesario contar con un plano de a curvas de nivel donde se establezca un punto de inicio y otro de llegada, también un compás y una regla ó escalímetro.

Perfil topográficoUn perfil topográfico o corte topográfico es una representación del relieve del terreno que se obtiene cortando transversalmente las líneas de un mapa de curvas de nivel, o mapa topográfico.

Perfil Longitudinal Perfil Transversal

Figura 1.

Figura 1.

Vista en planta:

Vista de perfil:

En la figura 1 se presenta la nivelación del eje de una carretera, la cual fue seccionada en distancias parciales parciales con cinta métrica (progresivas), para determinar las altitudes de los puntos de estas progresivas.

En nuestro caso el punto de cambio es el mismo siempre debido a que realizamos todas las mediciones con estación total por lo que ya no es necesario cambiar la estación debido a que la estación tiene una alta exactitud para grandes distancias.

• En la siguiente figura mostraremos un ejemplo de nivelación por radiación donde un topógrafo visara a 7 estadías una a la vez, una vez realizada la nivelación en una progresiva se pasa a la siguiente ya así sucesivamente.

• En la vista en planta se puede observar la manera correct de evantar os puntos de una vialidad.

Aplicaciones:

Una de las aplicaciones más importantes de los perfiles o secciones verticales, es en la construcción de obras de gran longitud y poca anchura, por ejemplo caminos o carreteras, alcantarillados, oleoductos, etc.

Carreteras

Alcantarillados