formulario reformulado 4.1

FORMULARIO_“REFORMULADO V.4.1”

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMONFACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIAINGENIERA CIVILCARRETERAS IING. CARLOS A. VERA

FORMULARIO — CARRETERAS I

VOLUMEN DE TRANSITO

DISEÑO DE CURVAS CIRCULARES

RADIO MÍNIMO DE CURVATURA

CATEGORIAVELOCIDADES DEPROYECTO (km/h)

PENDIENTESPROPUESTAS

AUTOPISTA (0) 120-100-80 2% - 6%

AUTORUTA (I.A) 100-90-80 2% - 8%

PRIMARIO (I.B) 100-90-80 2%-10%

COLECTOR (II) 80-70-60 2%-12%

LOCAL (III) 70-60-50-40 2%-14%

DESARROLLO (IV) 50 - 40 - 30* 2%-14%

SEMESTRE II – 2011 1

CATEGORIAS DE DISEÑO

Categoríade la

carreteraCaracterística Criterio de clasificación

Velocidadesdirectrices en

Km/hr

ODoble calzada- dos o mas

carriles por dirección,control total de acceso

TDMA mayor de 150000VHD corresponde a nivel deservicio C, función de total

prioridad movilidad

120 – 80

I.ADoble calzada, dos o mas

carriles por dirección,control parcial de acceso

TDMA mayor de 5000 VHDcorresponde a nivel de

servicio C o superior, función más importante movilidad

120- 70

I.BCalzada simple, dos

carriles, control parcial deacceso

TDMA mayor de 1500 VHDCorresponde nivel de servicio

igual o superior al C o D120- 70

IICalzada simple, dos

carrilesTDMA mayor de 700 100 - 50

IIICalzada simple, dos

carrilesTDMA mayor de 300 80 - 40

IVCalzada simple, dos

Carriles TDMA mayor de 200 80 - 30

e máx. ZONAS

6 (%) Car re te ras ca tego r ías O y I .A

6 - 8 ( % )Zonas llanas y onduladas sin probabilidad de formación de

hielo o acumulación de nieve

8 - 1 0 ( % )Zonas Montañosas sin probabilidad de formación de

hielo o acumulación de nieve

emáx fCaminos

Vp 30 a 80 km/h 7% 0,265 - V/602,4

CarreterasVp 80 a 120 km/h 8% 0,193 - V/1134

CarreterasVp 30 a 120 km/h 9% 0,196 - V/1428.6



DISEÑO DE CURVAS CIRCULARES SIMPLES

Para el replanteo por deflexiones tomamos

; “c” toma valores variables entre 5, 10 y 20

CRITERIOS PARA PERALTES CON RADIO ASUMIDO > Rmin

Esta reducción se realizará siempre que la Vp calculada al incrementar el radio sea mayor a 100 Km/h.

SOBREANCHO Lt = Largo Total del Vehículo * Indica largo máximo legal

Unidades Simples (Camiones y Buses):

Lo = Distancia entre parachoques delantero y último eje trasero

Semitrailer:

L1 = Distancia entre el eje delantero y parachoques delantero, en metros.L2 = Distancia entre el eje delantero y el pivote de apoyo del semirremolque, en metros.L3 = Distancia entre el pivote de apoyo del semirremolque y el eje trasero o punto medio de los ejes traseros (m)

Camión con Acoplado:El conjunto con Lt = 20,5 m (máx. legal) puede operar en los ensanches diseñados para el Semitrailer con Lt= 18,6 m y cualquier conjunto con Lt ≤ 19,5 m puede hacerlo en los diseños para el Semitrailer con Lt = 16,4 m.

Ómnibus Semirremolque




GENERAL

Ecuación general para todo tipo de vehículo

CURVA CIRCULAR COMPUESTA DE DOS, TRES RADIOS E INVERSAS

PCC= Punto común de curvas.R1= Radio de la curva de menor curvatura o mayor radio.R2= Radio de la curva de mayor curvatura o menor radio.O1= Centro de la curva de mayor radio.O1= Centro de la curva de menor radio.D1= Angulo de deflexión de la curva de mayor radio. D2= Angulo de deflexión de la curva de menor radioT1= Tangente de la curva de mayor radio.T2= Tangente de la curva de menor radio.TL= Tangente larga de la curva circular compuesta.Tc= Tangente corta de la curva circular compuesta.

A = A1 + A2 , Cuando se dan o suponen cuatro datos, se puede hallar las otras tres.




Curva circular de tres radios:

Longitud de rectas en función de la velocidad. Deseables/mínima: (Lr min = 1.4 Vp)

Vp (km/h) 30 40 60 60 70 80 90 100 110 120

Terreno Llano y Ondulado

- 110/55 140/70 170/85 195/98 220/110 250/125 280/150 305/190 330/250

Terreno Montañoso 25 55/30 70/40 85/50 98/65 110/90

Curvas compuestas inversas:




Curva Inversa entre tangentes paralelas

Curva inversa entre tangentes no paralelas




CURVA DE TRANSICION

Elementos de la curva simétrica Espiral-Circular-Espiral

PI = Punto de intersección de las tangentes principales. PIe = Punto de intersección de la espiral. PIc = Punto de intersección de la curva circular con transiciones. PC’, PT’ = Principios de curva y tangente de la curva circular primitiva. PC, PT = Principios de curva y tangente en la prolongación de la curva circular desplazada. TE = Tangente-Espiral. Punto donde termina la tangente de entrada y empieza la espiral de entrada. EC = Espiral-Circular. Punto donde termina la espiral de entrada y empieza la curva circular central. CE = Circular-Espiral. Punto donde termina la curva circular central y empieza la espiral de salida. ET = Espiral-Tangente. Punto donde termina la espiral de salida y empieza la tangente de salida. P = Punto cualquiera sobre el arco de espiral. 0' = Centro de la curva circular primitiva (sin transiciones).




0 = Nuevo centro de la curva circular (con transiciones). Δ = Ángulo de deflexión entre las tangentes principales. θe = Ángulo de la espiral. Ángulo entre la tangente a la espiral en el TE y la tangente en el EC. Δc = Ángulo central de la curva circular con transiciones. θ = Ángulo de deflexión principal del punto P. Ángulo entre la tangente a la espiral en el TE y la tangente en el punto P. φ = Deflexión correspondiente al punto P. Ángulo entre la tangente a la espiral en el TE y la cuerda c'. φc = Deflexión correspondiente al EC, o ángulo de la cuerda larga de la espiral. R = Radio de curvatura de la espiral en el punto P. Rc = Radio de la curva circular central. p = Desplazamiento (disloque o retranqueo). Distancia entre la tangente a la prolongación de la curva circular desplazada al PC y la tangente a la curva espiralizada. Te = Tangente de la curva espiral-circular-espiral. Distancia desde el PI al TE y del PI al ET. TL = Tangente larga de la espiral de TE a PIc. Tc = Tangente corta de la espiral. c' = Cuerda de la espiral para el punto P. CLe = Cuerda larga de la espiral. Le = Longitud total de la espiral. Distancia desde el TE al EC. L = Longitud de la espiral, desde el TE hasta el punto P. K = Distancia a lo largo de la tangente, desde el TE hasta el PC desplazado. a = Desplazamiento del centro. Distancia desde 0' hasta 0. b = Proyección de a sobre el eje X. Ee = Externa de la curva espiral-circular-espiral. X , y x , y = Coordenadas cartesianas del punto P. xc , yc = Coordenadas cartesianas del EC. k, p = Coordenadas cartesianas del PC desplazado. xo , yo = Coordenadas cartesianas del centro de la curva circula: con transiciones.

DISEÑO DE LA CURVA DE TRANSICION




Radio Mínimo.- Rmin=V p

2

127∗(emax+ f )

Criterios para el cálculo de longitud de espiral.-

o Criterio General.-

Le min=V p

3

3.63∗J∗R

o Criterio de Comodidad Dinámica.-

Le min=2.72∗V p

J∗(

V p2

127∗R−e)

TASA NORMAL DE DISTRIBUCION DE ACELERACION TRANSVERSAL

Vp (Km/h) Ve < 80 Ve ≥ 80

J Normal (m/s^2 ) 0.5 0.4

o Criterio de Apariencia General.-

Le min=V P

1.8≥ 30(m.)

o Criterio de la m.p.r.b.p.d.p. .-

Le min=n∗a∗e

i

Desplazamiento.-

P=Le

2

24∗R>0.20 m.

“TE” al punto de desplazamiento.-

K=Le

2−

Le3

240∗R2

Angulo de la Espiral.-

ϕs=90∗Le

π∗R

Longitud de la Curva Circular.-

Lc=R∗(( Δ−2∗ϕs )∗π

180)

Coordenadas.-

Xc=¿−¿∗ϕs

2

10=¿−

Le3

40∗R2




Yc=¿∗ϕs

3−

¿∗ϕs3

42= ¿

6∗R−

Le4

336∗R3

Distancia al Eje.-

T e=( R+P )∗( tanΔ2 )+K

Distancia de la Externa.-

Ee= (R+P )∗(SecΔ2

– 1)+P

“CL”.-

CL=√( XC2 ¿+Y C

2 )¿

PROGRESIVAS.-Progresiva TE = progresiva PI - Te Progresiva EC = progresiva TE + Le Progresiva CE = progresiva EC + Lc Progresiva ET = progresiva CE + Le




DESARROLLO DE PERALTES

Longitud de transición: Lt PROPORCION DEL PERALTE A DESARROLLAR EN RECTA

Longitud de aplanamiento: N

VALORES ADMISIBLES PENDIENTE RELATIVA DE BORDE (i%)

Vp (Km/h) 30-50 60 - 70 80 - 90 100 - 120i 0.7 0.6 0.5 0.35

CALCULO PROGRESIVAS:

ENTRADA

PROG D = PROG PC

SALIDA

PROG D = PROG PTPROG A = PROG PC - %*Lt1 - N PROG A = PROG PT + %*Lt2 + NPROG B = PROG A + N PROG B = PROG A - NPROG C = PROG B + N PROG C = PROG B - NPROG E = PROG B + Lt PROG E = PROG B - Lt

% = (0.6 – 0.8) Rango variable de acuerdo al porcentaje de transición de peralte adoptado que se encuentra dentro la recta.




ALTIMETRIA

Curvas Verticales

i=A= j=m−n Lv=K∗ j

e=i∗Lv

800Y = i∗X2

200∗Lv

−−−−−→ CURVA SIMETRICA

e=i∗L1∗L2

200∗Lv

Y 1=e∗(X1

L1

)¿

2

=e∗(X1

L1

)2

−−−−−→ CURVA ASIMETRICA

a) APLICANDO CRITERIOS (i = pendiente más desfavorable)

l

Vd (Km/Hr.) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Coef. Fricción fl 0.420 0.415 0.410 0.400 0.380 0.360 0.340 0.330 0.320 0.310 0.295

Curva Convexa

1) Criterio de Seguridad

2) Criterio de Comodidad No tiene Aplicación

3) Criterio de Apariencia

Lv=0.6 Vd 4) Criterio de Drenaje

5) Criterio de Visibilidad de sobrepaso


TRANSICIÓN DE PERALTE – ROTACIÓN ALREDEDOR DEL EJE CENTRAL



Curva Cóncava

1) Criterio de Seguridad

2) Criterio de Comodidad

Lv =

3) Criterio de Apariencia

4) Criterio de Drenaje

CALCULO DE VOLUMENES

Formulario reformulado por:Aux. Andrés Auza HinojosaAux. Fabio Ureña Claure


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