Diseño Geométrico

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    01-Jan-2016
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  • ELEMENTOS DE PROYECTO GEOMTRICO DE CARRETERAS

    M en C Federico Alberto Rivera Guerra Investigador

    Instituto Mexicano del Transporte

  • NDICE Pg. CAPTULO 1. CLASIFICACIN Y CARACTERSTICAS DE LAS CARRETERAS 3 1.1. CLASIFICACIN 3 1.1.1. Clasificacin de carreteras 3 1.1.2. Tipo de terreno 5 1.2. CARACTERSTICAS. 6 1.2.1. Velocidad de proyecto 6 1.2.2. Vehculo de proyecto 8 CAPTULO 2. DISTANCIA DE VISIBILIDAD 14 2.1. DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA 14 2.2. DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE REBASE 17 2.3. DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE ENCUENTRO 20 2.4. DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE DECISIN 21 CAPTULO 3. CARACTERSTICAS GEOMTRICAS 23 3.1. ALINEAMIENTO HORIZONTAL 23 3.1.1. Tangentes 23 3.1.2. Curvas circulares 24 3.1.3. Curvas espirales de transicin 27 3.1.4. Distancia de visibilidad en curvas 29 3.2. ALINEAMIENTO VERTICAL. 31 3.2.1. Tangentes 31 3.2.2. Curvas verticales 33 3.3. SECCION TRANSVERSAL. 37 3.3.1. Corona 37 3.3.2. Pendiente transversal 40 3.3.3. Ampliaciones, sobreelevaciones y transiciones. 40 3.3.4. Taludes 47 3.3.5. Cunetas 47 3.3.6. Contracunetas 47 3.3.7. Obras complementarias 47 3.3.8. Derecho de va 47 REFERENCIAS. 48

  • Captulo 1. Clasificacin y caractersticas de las carreteras

    Elementos de proyecto geomtrico de carreteras 2

    CAPTULO 1. CLASIFICACIN Y CARACTERSTICAS DE LAS CARRETERAS.

    1.1. CLASIFICACIN. 1.1.1. Clasificacin de carreteras.

    Clasificacin funcional. Para fines de planeacin, proyecto, construccin, conservacin y operacin de la Red Nacional de Carreteras, la Referencia 1 propone un sistema de clasificacin tcnico - funcional con los siguientes subsistemas o categoras de carreteras: 1. Red de autopistas 2. Red troncal 3. Red colectora 4. Red alimentadora 1. Red de autopistas. La red de autopistas conforma junto con la red troncal, los itinerarios bsicos que sirven al transporte y a todo tipo de vehculos, proporcionando a los grandes flujos vehiculares un movimiento rpido y eficiente entre regiones altamente desarrolladas, centros de actividad comercial o industrial, o centros de poblacin importantes. Estas vas pueden tener un control total o parcial de accesos. Su geometra permite el trnsito de todos los vehculos cuyas dimensiones mximas y peso por eje hayan sido establecidas en el Reglamento Sobre Pesos, Dimensiones y Capacidad de los Vehculos de Autotransporte que Transitan en los Caminos y Puentes de Jurisdiccin Federal (Referencia 2). 2. Red troncal. La red troncal conjuntamente con la red de autopistas conforman los itinerarios bsicos que integran una red de rutas continuas para el transporte de personas y mercancas y en razn de su funcin cumplir con lo siguiente: a) Operar como corredores para el trnsito de largo itinerario, es decir, servir a

    movimientos con longitudes de recorrido, caractersticas de grandes trayectos ya sea estatales o interestatales.

    b) Servir a todas las capitales de los Estados, a ciudades con ms de 50,000 habitantes y a la mayora de las zonas urbanizadas con ms de 25,000 habitantes.

    c) Proporcionar una red integrada que permita un flujo expedito del trnsito.

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    3. Red colectora. La red colectora vinculada a la red troncal tiene por objeto la comunicacin regional. Sus caractersticas geomtricas permiten una velocidad de recorrido relativamente alta con interferencias menores en los movimientos de largo itinerario. Sus principales funciones son las siguientes: a) Se integra con la red troncal para proporcionar un servicio estatal o

    intermunicipal. b) Se ubica a intervalos consistentes con la densidad de poblacin de tal manera

    que las zonas desarrolladas estn a distancias razonables de la red troncal. 4. Red alimentadora. La red alimentadora presta servicio principalmente dentro del mbito rural con longitudes promedio de recorrido relativamente cortas y establecen la conexin con la red colectora. Comunican a todas las poblaciones en su rea de influencia y proporcionan accesos a los predios y parcelas colindantes. Sus principales funciones son: a) Servir a los puntos ms alejados, comunicando a las poblaciones de 100 o ms

    habitantes. b) Conectar las zonas potencialmente productivas con la red colectora. c) Conectar las cabeceras municipales con la red colectora. d) Servir al transporte de productos de la regin y al trnsito de maquinara

    agrcola. Clasificacin de acuerdo con su trnsito (Referencia 3). En Mxico, la seleccin de velocidad de proyecto y con ello el proyecto geomtrico mismo, se basa en la clasificacin de las carreteras por Trnsito Diario Promedio Anual (TDPA) y tipo de terreno, existiendo una relacin estrecha entre esta clasificacin y la clasificacin funcional de las carreteras. Las carreteras se clasifican de acuerdo con su TDPA para el horizonte de proyecto de la forma siguiente: 1. Tipo A: Tipo A2 para un TDPA de tres mil (3,000) a cinco mil (5,000) vehculos. Tipo A4 para un TDPA de cinco mil (5,000) a veinte mil (20,000) vehculos. 2. Tipo B, para un TDPA de mil quinientos (1,500) a tres mil (3,000) vehculos. 3. Tipo C, para un TDPA de quinientos (500) a mil quinientos (1,500) vehculos. 4. Tipo D, para un TDPA de cien (100) a quinientos (500) vehculos.

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    5. Tipo E, para un TDPA de hasta cien (100) vehculos.

    1.1.2. Tipo de terreno.

    El Manual de Proyecto Geomtrico de Carreteras (Referencia 4) nos explica que los tipos de terrenos representan combinaciones de caractersticas geomtricas en grado variable, que se refieren principalmente a las pendientes y a la seccin transversal. Reflejan el efecto sobre la capacidad de las caractersticas de operacin de vehculos pesados, en relacin con las caractersticas de operacin de los vehculos ligeros, bajo las diferentes condiciones geomtricas. 1. Terreno plano. Es aquel donde cualquier combinacin de los alineamientos

    horizontal y vertical de la carretera permite a los vehculos pesados mantener una velocidad semejante a la de los vehculos ligeros.

    2. Terreno de Lomero. Es aquel donde cualquier combinacin de los alineamientos horizontal y vertical, obliga a los vehculos pesados a reducir su velocidad debajo de la de los vehculos ligeros, en algunos tramos de la carretera.

    3. Terreno Montaoso. Es aquel donde cualquier combinacin de los alineamientos horizontal y vertical, obliga a los vehculos pesados a operar con velocidades muy bajas, en distancias considerables y a intervalos frecuentes.

    Las Normas de Servicios Tcnicos (Referencia 3) clasifican a la configuracin del terreno como a continuacin se describe: 1. Terreno tipo plano. Aqul cuyo perfil acusa pendientes longitudinales

    uniformes y generalmente de corta magnitud, con pendiente transversal escasa o nula.

    2. Terreno tipo lomero. Aqul cuyo perfil longitudinal presenta en sucesin cimas y depresiones de cierta magnitud, con pendiente transversal no mayor de cuarenta y cinco (45) por ciento.

    3. Terreno tipo montaoso. Aqul que tiene pendientes transversales mayores de cuarenta y cinco (45) por ciento, caracterizado por accidentes topogrficos notables.

    La clasificacin del terreno, se definir no solamente por la configuracin topogrfica general, sino por las caractersticas que el terreno imprime a la carretera, tanto por lo que se refiere a su geometra, como a la magnitud de sus movimientos de tierra; como puede ser el caso de una carretera localizada en un parteaguas de zona montaosa en donde el terreno pudiera clasificarse como plano o lomero.

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    1.2. CARACTERSTICAS.

    1.2.1. Velocidad de proyecto (Referencia 3 y 4). La velocidad de proyecto es la velocidad mxima a la cual los vehculos pueden circular con seguridad sobre un camino, cuando las condiciones atmosfricas y del trnsito son favorables. La seleccin de la velocidad de proyecto est influida principalmente por la configuracin topogrfica del terreno, el tipo de camino, los volmenes de trnsito y el uso de la tierra. Una vez seleccionada, todas las caractersticas propias del camino se deben condicionar a ella, para obtener un proyecto equilibrado. Un camino en terreno plano o con lomero suave justifica una velocidad de proyecto mayor que la correspondiente a un camino en terreno montaoso. La Tabla 1 muestra las velocidades de proyecto que la normativa mexicana vigente (Referencia 3) especifica para diferentes combinaciones de tipo de carretera (segn su TDPA) y tipo de terreno.

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    Tabla 1. Velocidad de proyecto (Referencia 3).

    EN EL HORIZONTE

    DE PROYECTO

    MONTAOSO

    LOMERIO

    PLANO

    km/hr 40 50 60 30 40 50 60 70 80 90 100 50 60 70 80 90 100 110 100 11060 70 80 90VELOCIDAD DE

    PROYECTO 30 70 40 50 60 70

    500 A 1500 1500 A 3000 MAS DE 3000

    TERRENO -

    TDPA Veh/da HASTA 100 100 A 500

    CONCEPTO UNIDADT I P O D E C A R R E T E R A

    E D C B A

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    1.2.2. Vehculo de proyecto (Referencia 1). Caractersticas generales. Las caractersticas fsicas de los vehculos y la proporcin de los diferentes tamaos de vehculos que usan las carreteras, son controles indispensables en el proyecto geomtrico. Es necesario, por consiguiente, que todos los tipos de vehculos sean ag