Caminos Coordenadas

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INTRODUCCION

Una carretera es una infraestructura de transporte especialmente acondicionado dentro de toda una faja de terreno denominada derecho de va, con el propsito de permitir la circulacin de vehculos de manera continua en el espacio y en el tiempo, con niveles adecuados de seguridad y comodidad.En el proyecto integral de una carretera, el diseo geomtrico es parte ms importante ya que a travs de l se establece configuracin geomtrica tridimensional, con el propsito de que la va sea funcional, segura, cmoda, esttica y compatible con el medio ambiente.Una va ser funcional de acuerdo a su tipo, caractersticas geomtricas y volmenes de trnsito, de tal manera que ofrezca una adecuada movilidad a travs de una suficiente velocidad de operacin.La geometra de la va tendr como premisa bsica la de ser segura, a travs de un diseo simple y uniformeLa va ser cmoda en la medida que se disminuya las aceleraciones de los vehculos, lo cual se lograra ajustando las curvas de la geometra y sus transiciones a las velocidades de operacin por las que optan los conductores a lo largo de tramos rectos.La va ser esttica al adaptarse a l paisaje permitiendo generar visuales agradables a la perspectiva cambiante, produciendo en el conductor un recorrido fcil.La va ser econmica, cuando cumpliendo con los dems objetivos, ofrece el menor costo posible tanto en su construccin como en su mantenimiento.Finalmente la va deber ser compatible con el medio ambiente, adaptndose en lo posible a la topografa natural, a los usos de suelo y al valor de la tierra, y procurando mitigar o minimizar los impactos ambientales

MARCO TEORICO

ESTUDIO DE RUTAS PARA EL TRAZADO DE VAS. Se entiende por ruta a la faja de terreno, de ancho variable, que se extiende entre los puntos terminales e intermedios por donde la carretera debe obligatoriamente pasar y dentro de la cual podr localizarse el trazado de la va.

CONTROLES PARA LOCALIZAR UNA CARRETERA.LA TOPOGRAFA.La topografa es uno de los factores principales en la localizacin de una carretera. El ingeniero examina una faja de terreno buscando las caractersticas topogrficas que restringen el trazo; estos controles pueden ser naturales o hechos por el hombre. Generalmente afecta a los alineamientos, pendientes, visibilidad y secciones transversales de la va.Montaas, valles, colinas, pendientes escarpadas, ros y lagos imponen limitacin en la localizacin y son, por consiguientes, determinantes durante el estudio de las rutas.

ELABORACIN DE LOS CROQUIS.El estudio inicial de las rutas se realiza, generalmente, sobre una carta, o sobre fotografas de la regin. Es sabido que una y otras son una representacin del terreno, obtenidas por proyeccin sobre un plano, de una parte de la superficie esfrica de la tierra.El relieve del terreno puede aparecer representado en la carta de muy diversas manerasLa ms usual es por medio de curvas de nivel que enlazan puntos del terreno situados a la misma cota.

LONGITUD APROXIMADA DE LA RUTA.La longitud de una carretera est en relacin directa con su alineamiento; muchas veces, esta longitud se ve incrementada, tanto por los desarrollos como por los puntos de control, alejndose de la lnea recta entre los puntos terminales de la carretera.El clculo de la longitud aproximada depende del tipo de terreno donde se efecta el estudio y se puede determinar:

LNEA DE VUELOSe llama lnea de vuelo a la lnea que une los puntos terminales de una carretera y por lo tanto es la distancia ms corta entre estos puntos; en la prctica, la longitud de la carretera ser mayor que esta lnea ideal, puesto que el trazo se ira acomodando a la topografa del terreno. Por esta razn, la longitud aproximada se determina aumentando a la lnea de vuelo un porcentaje de longitud que depende del tipo de topografa del terreno. As, si el terreno es ondulado se le aumenta un 30 a 40%, si el terreno es accidentado, se le aumenta un 80%. En casos especiales, este aumento puede llegar hasta el 100% o ms.Expresado en una formula se tiene:Longitud aproximada = Lnea de vuelo x cc = Constante que depende del terreno y varia de 1,4 a 2.

PENDIENTE MEDIA DE LA VA Se calcula la longitud aproximada, determinando la diferencia de nivel entre los puntos terminales y las cotas de los puntos ms altos o ms bajos que constituyen los puntos de control.La sumatoria de las diferencias de nivel (desnivel acumulado, de los diferentes puntos) dar la altura total por vencer para ejecutar el trabajo.H = Sumatoria (h1 + h2 + h3 + h4 +h5 +......)Se expresar en la siguiente formula:

Dnde: L = Longitud aproximada de la ruta en mp = Pendiente media consideradaEj. Para una ruta con H = 240m y p = 3%Se tiene: L = 240 / 0,03 = 8 000 m

RUTAS Y LNEAS DE PENDIENTE

SELECCIN DE RUTAS.Se entiende por ruta aquella franja de terreno, de ancho variable, comprendida entre dos puntos obligados extremos y que pasa a lo largo de puntos intermedios, dentro de la cual es factible realizar la localizacin del trazado de una va. Los puntos obligados son aquellos sitios extremos o intermedios por los que necesariamente deber pasar la va, ya sea por razones tcnicas, econmicos, sociales o polticas; como por ejemplo: poblaciones, reas productivas, puertos, puntos geogrficos como valles y depresiones, etc.La identificacin de una ruta a travs de estos puntos obligados o de control primario y su paso por otros puntos intermedios de menor importancia o de control secundario, hace que aparezcan varis rutas alternas. Son ejemplo de puntos de control secundario: caseros, cruces de ros y caadas, cruces con otras vas, zonas estables, bosques, etc.

Para todas las rutas alternas, es necesario llevar a cabo la actividad denominada seleccin de ruta, la cual comprende una serie de trabajos preliminares que tienen que ver con acopio de datos, estudio de planos, reconocimientos areos y terrestres, poligonales de estudio, etc.Considerar tambin la pendiente establecidas segn los diferentes tipos de relieve del terreno:

EVALUACIN DEL TRAZADO DE RUTAS.La mejor ruta entre varias alternas, que permita enlazar dos puntos extremos o terminales, ser aquella que de acuerdo a las condiciones topogrficas, geolgicas, hidrolgicas y de drenaje, ofrezca el menor costo con el mayor ndice de utilidad econmica, social y esttica. Por lo tanto, para cada ruta ser necesario determinar, en forma aproximada, los costos de construccin, operacin y conservacin de la futura va a proyectar, para as compararlos con los beneficios probables esperados.Existen varios mtodos de evaluacin de rutas y trazados alternos, con los cuales se podr hacer la mejor seleccin, Dentro de estos mtodos, se encuentra el de Bruce, en el cual se aplica el concepto de longitud virtual. Compara, para cada ruta o trazado alterno, sus longitudes, sus desniveles y sus pendientes, tomando en cuenta nicamente el aumento de longitud correspondiente al esfuerzo de traccin en las pendientes. Se expresa as:

Dnde: X0 = Longitud resistente (m)X = Longitud total el trazado (m)y = desnivel o suma de desniveles (m)K = Inverso del coeficiente de traccin.La evaluacin se realiza en los dos sentidos de circulacin a partir de una pendiente recomendada o especificada para la va. Cuando la pendiente de un tramo descendente de la ruta sea mayor a la recomendada, la (y) de la ecuacin anterior se afecta de la siguiente manera:

Donde:(y)= Sumatoria de las diferencias de nivel ascendentes en el sentido de evaluacinli=Longitud del tramo descendente con Pi > PrPi=Pendiente del tramo en cuestinPr= Pendiente recomendada o especificada para el proyecto

En la tabla, aparecen los valores de k para los distintos tipos de superficie de rodamiento.

Tipo de SuperficieValor medio de kCarretera en tierra21Macadam32Pavimento asfaltico35Pavimento rgido44

LNEA DE PENDIENTE O DE CEROS.Es aquella lnea que, pasando por los puntos obligados del proyecto, conserva la pendiente uniforme especificada y que de coincidir con el eje de la va, este no aceptara cortes ni rellenos, razn por la cual tambin se le conoce con el nombre de lnea de ceros.

TRAZADO DE UNA LNEA DE PENDIENTEEn la isometra del terreno natural con curvas de nivel cada cinco (5) metros, ilustrada en la figura, considrese los puntos A y B sobre las curvas de nivel sucesivas 205 y 210. La pendiente de la lnea recta AB, que los une, es:

Pendiente de AB = tang =

Luego, se quiere mantener una lnea de pendiente uniforme igual a tang , la distancia horizontal necesaria de una curva de nivel a otra ser:

AC = Dnde:AC = Distancia horizontal entre curvas de nivel sucesivas o abertura del comps.BC = Diferencia de nivel entre curvas o equidistancia.Tang = Pendiente de la lnea recta AB. Pendiente de la lnea de ceros.Por lo tanto, tambin puede decirse que:

a = Donde, a es la abertura del comps y p es la pendiente uniforme de la lnea de ceros.De esta manera, la distancia AC o a, en metros, reducida a la escala del plano, se podr trazar con un comps de puntas secas a partir del punto inicial, materializndose as una serie de puntos sobre curvas sucesivas, cuya unin constituye la lnea de ceros, tal como se muestra en la figura

En trminos generales, en el trazado de una lnea de ceros, se pueden presentar dos casos: el primero, consiste en llevar desde un punto inicial una lnea de ceros de pendiente uniforme sin especificar el punto final o de llegada. El segundo, consiste en trazar una lnea de ceros a travs de dos puntos obligados. En este ltimo caso ser necesario estimar la pendiente mxima que une los dos puntos, la cual deber ser comparada con la pendiente mxima permitida por la normas. Mediante el ejemplo 2 y el problema 2 se podr ejercitar el trazado de lneas de ceros segn estos dos casos.

La lnea de ceros en el terreno se lleva marcndola en la direccin general requerida, pasando por los puntos de control y por los lugares ms adecuados. Para tal efecto, se emplean miras, jalones y clismetros (niveles de mano Locke o Abney).

OBJETIVOS

OBJETIVO PRINCIPALTrazar tres vas o carreteras para unir los puntos A y B en el plano de curvas de nivel, de equidistancia de 2.0m.

OBJETIVO SECUNDARIOAplicar los conocimientos adquiridos sobre trazado de carreterasEvaluar y seleccionar la ruta ms ptima de acuerdo a las condiciones topogrficas, geolgicas, hidrolgicas y de drenaje, ofrezca el menor costo con el mayor ndice de utilidad econmica, social y esttica.

EJECUCIN DE TRABAJOEl plano dibujada a escala 1:2000, con curvas de nivel de equidistancias de 2.0m. El terreno es de relieve ondulada, sobre l se identifican dos puntos A y B. Realizar el estudio de posibles rutas que unan los puntos dados.

DESARROLLLORUTA 01:A BmAB = 5% (ABERTURA DEL COMPAS 2.00cm)

B AmAB = 6.67% (ABERTURA DEL COMPAS 1.50cm)NDESCRIPCIONCOTA (m.s.n.m)DESNIVELDISTANCIA (m)PENDIENTEAINICIO714

1A-B7122405%2A-B7102405%3A-B7082405%4A-B7062405%5A-B7042405%6A-B7022405%7A-B7002405%8A-B6982405%9A-B6962405%10A-B6942405%11A-B6922405%12A-B6902405%13A-B6882405%14A-B6862405%15A-B6842405%16A-B6822405%17A-B6802405%18A-B6782405%19A-B6762405%20A-B6742405%21A-B6722405%22A-B6702405%23A-B6682405%24A-B6662405%25A-B6642405%26A-B6622405%27A-B6602405%28A-B6582405%29A-B6562405%30A-B6542405%31A-B6522405%32A-B6502405%33A-B6482405%34A-B6462405%35A-B6442405%36A-B6422405%37A-B6402405%38A-B6382405%39A-B6362405%40A-B6342405%41A-B6322405%42A-B6302405%43interseccin6282405%44B-A63023060.67%45B-A63223060.67%BB-A63423060.67%

TOTAL1810

RUTA 02:A BmAB = 4% (ABERTURA DEL COMPAS 2.50cm)

B AmAB = 10% (ABERTURA DEL COMPAS 1.00cm)NDESCRIPCIONCOTA (m.s.n.m)DESNIVELDISTANCIA (m)PENDIENTEAINICIO714

1A-B7122504%2A-B7102504%3A-B7082504%4A-B7062504%5A-B7060230%6A-B7042504%7A-B7022504%8A-B7002504%9A-B6982504%10A-B6962504%11A-B6942504%12A-B6922504%13A-B6902504%14A-B6882504%15A-B6862504%16A-B6842504%17A-B6822504%18A-B6802504%19A-B6782504%20A-B6762504%21A-B6742504%22A-B6722504%23A-B6702504%24interseccin6700100%25B-A66822010%26B-A66622010%27B-A66422010%28B-A66222010%29B-A66022010%30B-A65822010%31B-A65622010%32B-A65422010%33B-A65222010%34B-A65022010%35B-A64822010%36B-A64622010%37B-A64422010%38B-A64222010%39B-A64022010%40B-A63822010%41B-A63622010%42B-A63422010%43B-A63222010%

TOTAL1513

RUTA 03:B AmAB = 5% (ABERTURA DEL COMPAS 2.00cm)NDESCRIPCIONCOTA (m.s.n.m)DESNIVELDISTANCIA (m)PENDIENTEB INICIO634

1B-A6362405%2B-A6382405%3B-A6402405%4B-A6422405%5B-A6442405%6B-A6462405%7B-A6482405%8B-A6502405%9B-A6522405%10B-A6542405%11B-A6562405%12B-A6582405%13B-A6602405%14B-A6622405%15B-A6642405%16B-A6662405%17B-A6682405%18B-A6702405%19B-A6722405%20B-A6742405%21B-A6762405%22B-A6782405%23B-A6802405%24B-A6822405%25B-A6820400%26B-A6842405%27B-A6862405%28B-A6882405%29B-A6902405%30B-A6922405%31B-A6942405%32B-A6962405%33B-A6982405%34B-A7002405%35B-A7022405%36B-A7042405%37B-A7062405%38B-A7082405%39B-A7102405%40B-A7122405%41B-A7142405%42B-A7140400%

TOTAL1680

ANLISIS MEDIANTE EL MTODO DE BRUCELa evaluacin preliminar de las tres rutas se har con base en la comparacin de sus longitudes, desniveles y pendientes. Para tal efecto, se supone que las vas a construir sobre estas rutas sern pavimentadas en asfalto y que la pendiente recomendada es del 6%. Por lo tanto, de acuerdo a la ecuacin:

Para cada ruta se tienen las siguientes longitudes resistentes, X0:

Ruta 1:y:86X:1810K:35li:90Pi:6.67Pr:5X0:10080.5Ruta 2:y:46X:1523K:35li:340Pi:10Pr:4X0:74533Ruta 3:y:80X:1680K:35li:-Pi:-Pr:-X0:4480Como puede observarse, la ruta de menor resistencia es la Ruta 3, la cual ser nuestra ruta de estudio.

RUTA 03NAZIMUTRUMBOAN 53 O O307 O

PI9S 53 O E127 OPI8S 27 O O207 OPI7S 4 O E176 OPI6S 61 O E119 OPI5S 18 O E162 OPI4S 52 O E128 OPI3S 7 O O97 OPI2N 67 O O293 OPI1S 1 O O91 OBN 41 O O319 O

NCOORDENADAS UTMA8789194,343N 879559,899E

PI98789331,859N 879366,325EPI88789417,889N 879415,716E

PI78789535,986N 879407,937E

PI68789583,618N 879337,669E

PI58789689,950N - 879302E

PI48789726N 879257,922E

PI38789792,628N 879669,886E

PI28789751,381N 879785,790E

PI18789751,029N 880057,862E

B8789639,686N 880188,741E

NDEFLEXIONPI141 O I

PI219 O D

PI328 O I

PI4132 O I

PI536 O D

PI644 O I

PI757 O D

PI831 O D

PI980 O I