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8/20/2019 Notas Diseno.ppt
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1Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
NOTAS DE CLASE
Infraestructura delTransporte Terrestre
Diseño Geométrico
Ing. o!erto D. Agostaro!ertoagosta"alum.cal!er#ele$.org
Ing. Arturo %apa&ianapapa&ian"fi.u!a.ar
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]
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2Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Contenido
Conceptos !'sicos. (actores )ue influencian en diseño *ial. Criterios generales de diseño. %erfil trans*ersal
Tra&ado altimétrico+ cur*as *erticales. Tra&ado planimétrico+ cur*as ,ori&ontales-peraltes. Desages $ drena/es. 0o*imiento de suelos.
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3Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Definiciones
El diseño geométrico de la carretera se refiere a losc'lculos $ an'lisis ,ec,os por los ingenieros deltransporte para a/ustar la carretera a la topograf1adel lugar2 satisfaciendo est'ndares de seguridad2 deser*icio $ de funcionamiento.
Generalmente2 tiene los siguientes o!/eti*os+
3. Determinar la tra&a de la carretera propuesta.4. Incorporar caracter1sticas f1sicas al alineamiento del camino
para asegurar )ue los conductores tienen suficiente *isi5n del
camino 6$ de los o!st'culos7 ,acia adelante de modo )uepuedan a/ustar su *elocidad de *ia/e para mantenerseguridad $ calidad de conducci5n.
8. %roporcionar una !ase para e*aluar $ planificar laconstrucci5n de la secci5n trans*ersal de la carreterapropuesta.
Fuente: The Handbook of Highway Engineering. CRC Press, 2!
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"Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Definiciones
Diseño geométrico+ se refiere al dimensionamiento delos elementos f1sicos de la infraestructura2diferenci'ndose de otros aspectos del diseño2 como elestructural.Comprende 9 aspectos !'sicos+
secci5n trans*ersal del camino: cur*as ,ori&ontales 6planimetr1a7: cur*as *erticales 6altimetr1a7: peraltes: $ desages $ drena/es.
Tra&ado+ Definici5n ; en planta $ en ele*aci5n ; de lascoordenadas de la rasante del camino.
asante+ L1nea de e/e del camino a la altura de lacal&ada.
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#Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Diseño Geométrico de Carreteras $ Calles2 AAS. Traducci5n Autori&adaEGIC;3==? TO0O I ; Elementos
I. (unciones de las carreterasII. Controles $ criterios de diseñoIII. Elementos de diseñoI@. Elementos de la secci5n trans*ersal
TO0O II ; Carreteras2 calles $ autopistas@. Caminos $ calles locales@I. Caminos $ calles colectores@II. Caminos $ calles arteriales rurales $ ur!anos@III. Autopistas
TO0O III ; Intersecciones $ distri!uidoresI. Intersecciones a ni*el. Separaciones de ni*el $ distri!uidores
A %olic$ on Geometric Designof
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7/77$Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialesumen
(uncionalidad de la *1a+ categor1a 6especial $ de I a @7 clasificaci5n funcional *elocidad de diseño.
Tr'nsito+
*olumen esperado de tr'nsito composici5n *e,icular 6clasificaci5n7 ni*el de ser*icio )ue se *a a suministrar.
@e,1culo de diseño Caracter1sticas de mane/o.
Topograf1a - geotecnia - clima+ terreno llano2 ondulado o montañoso. tipos de suelos $ $acimientos de materiales naturales. ladera del sol en &onas de ,eladas.
Consideraciones de seguridad
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8/77%Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialesumen
Otros factores+ Costos unitarios de insumos. Disponi!ilidad de recursos financieros. Consideraciones sociales+
aislamiento de !arrios estética de diseño
Consideraciones am!ientales+ 'reas sensi!les medidas de mitigaci5n
Estos factores son importantes2 aun)ue en general setoman en consideraci5n en las etapas preliminares dediseño.
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9/77&Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ial(uncionalidad de la *1a+ mo*imientos
Herar)u1as de mo*imientos+ mo*imiento principal: transici5n: distri!uci5n:
colecci5n: acceso: $ terminaci5n.
0o*imiento ininterrumpido2flu/o de alta *elocidad
educci5n de *elocidaden las ramas
Arterias de*elocidadmoderada
Caminoscolectores
Destino
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10/771Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ial(uncionalidad de la *1a+ relaciones funcionales
Clasificaci5n s-'rea+ Caminos rurales Caminos ur!anos
Categori&aci5n de *ia/es Clasificaci5n funcional
Jso del suelo Densidad po!laci5n
%atrones de *ia/e
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11/7711Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialClasificaci5n funcional de caminos rurales
Fona rural Arterias principales
• Autopistas• Otras arterias principales
Arterias menores Colectoras rurales Caminos locales rurales
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12/7712Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialSistema funcional de *1as ur!anas
Fona ur!ana Arterias principales ur!anas
• Autopistas• A*enidas2 calles principales
Arterias menores Calles colectoras Calles locales
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13/7713Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ial(uncionalidad de la *1a+ funciones de las calles
SOCIAL
• Es la )ue desempeña la *1a pK!lica como
'm!ito de relaciones )ue ligan la *ida de cadapersona2 *ecino2 ciudadano2 con la de sucomunidad2 *ecindario o ciudad.
A0IENTAL OECOLOGICA
• Es la )ue cumple la *1a al proporcionar lu&2 aire$ un medio am!iente propicio en torno a losedificios.
• Es la )ue cumple la *1a en tanto sir*e a losmo*imientos *e,iculares2 $a sea de una partede la ciudad a otra2 como desde o ,acia eleterior de la misma.
TNSITO O0O@ILIDAD
ACCESO
• Se refiere a la utili&aci5n de la *1a en elcomponente peatonal de un *ia/e *e,icular2 $asea de personas o de !ienes2 tanto en losetremos de *ia/e como en los trans!ordos.
• Tam!ién comprende el ingreso de los *e,1culos2
o su salida2 a o de edificios $ predios2 as1 comoel estacionamiento en la ad$acencia de éstos
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14/771"Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ial(uncionalidad de la *1a+ acceso *s. mo*ilidad
Tipos de *1assegKn elcontrol de acceso $ la
participaci5n detr'nsito pasante
ACCESO*s.
0O@ILIDAD
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15/771#Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialTr'nsito+ *aria!les asociadas
Transito 0edio Diario Anual 6T0DA7 @olumen
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16/771!Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
n
V
TMD
n
i
i∑== 1
365
365
1
∑== i
iV
TMDA
Transito 0edioDiario Anual
@olumen
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17/771$Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialTr'nsito+ Ni*el de Ser*icio de Diseño
Llana u
ondulada 0ontañosa
Autopista C C
Arteria C C
Colectora C D D
Local D D D
Tipo de *1a
Locali&aci5n
ur!ana $
su!ur!ana
Locali&aci5n rural
Ni*el de Ser*icio de Diseño
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18/771%Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialCaracter1sticas de diseño geométrico de caminos rurales
T0D
Diseño
Control de
Accesos
N de
Troc,as
Desea!le
PmQ
A!soluto
PmQ
Llanura 38 M 3.4 ?
Ondulado 33 M 9
Llanura 38 M 3.4 ?
Ondulado 33 M 9
0ontañosa 3M 99 44
Llanura 34 M = R
Ondulado 3 M R >
0ontañosa ? 3M 49 3R
Llanura 33 M 9
Ondulado = 3M >9 8
0ontañosa R 3M 3 34Llanura 3 M R >
Ondulado ? 3M 49 3R
0ontañosa > 3M 9
Llanura = M 94 8
Ondulado 9 3M 34
0ontañosa 8 3M > 49
Categor1a
delCamino
Caracter1sticas 'sicas @elocidad
Directri&P#m-,Q
Topograf1a
%eralte
0'GimoPMQ
adio m1nimo
Especial
I
39. Total 6447
9. a
39.
Total o
parcial44
II
III
I@
@
3.9 a
9
9 a
3.9
39 a
9
U39
%arcial
%arcial o
sin control
Sin control
Sin control
4
4
4
4
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19/771&Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialTamaño $ caracter1sticas de los *e,1culos
Clasificaci5n de la AAS
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20/772Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialTamaño $ caracter1sticas de los *e,1culos
8/20/2019 Notas Diseno.ppt
21/7721Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialTamaño $ caracter1sticas de los *e,1culos ; DN@
S!"RR!#$%&
S"' A#P$AD#
#' A#P$AD#
2
*
*2
2*
2*2
2
+
22
2+
$","A'#S
#!'"-&S
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22/7722Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialTamaño $ caracter1sticas de los *e,1culos
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23/7723Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialConsideraciones am!ientales+ impactos del transporte
ENEGIAJSO DE ECJSOS
causas+infraestructura -
*e,1culos %AISAHE
ES%ACIO JANO
ACCIDENTES
JIDO
CONTA0INACION AIECONTA0INACION
@IACIONES
SE%AACION
INTI0IDACION2 DE0OAS %EATONALES
INTJSION @ISJAL
E0ISIONES ELECTO0AGNETICAS
DETEIOO DEL0EDIO SOCIAL W
(ISICO
causas+infraestructura -*e,1culos
X%LANNING LIG
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2"Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
CA0IOS EN LAACCESIILIDAD
ES%ACIAL
(actores )ue influencian el diseño *ialConsideraciones am!ientales+ impacto am!iental
@IA JSO DEL SJELO @IACA0IOS EN LAACCESIILIDAD
ES%ACIAL
epresentaci5n Es)uem'tica
INTJSION @ISJAL ; SE%AACION
INTJSION @ISJAL ; SE%AACION
JIDO ; %OLJCION DEL AIE ; @IACIONES
JIDO ; %OLJCION DEL AIE ; @IACIONES
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2#Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialConsideraciones am!ientales+ mitigaci5n
0itigaci5n+ atenuaci5n del impacto mediante accionesintramodales: intermodales: $ planeamiento integral usodel suelo $ transporte. 0itigaci5n intramodal+
Tecnolog1a *e,1culos $ sistemas de control Operaci5n
• utili&aci5n de la capacidad• modalidad de operaci5n
Infraestructura• empla&amiento• protecci5n
Normas
0itigaci5n intermodal+ %artici5n modal de los *ia/es %laneamiento integral uso del suelo $ transporte+
Fonificaci5n Disminuci5n de necesidades de transporte
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2!Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialConsideraciones am!ientales+ trade-offs mitigaci5n
Interacci5n entre distintos tipos de impactos Enfo)ue sistémico E*aluaci5n integral
E/emplos+ seguridad *s. consumo
consumo energético *s. ruido emisiones 6*elocidad2 congesti5n7 *s. seguridad2 ruido consumo energético 6aditi*os7 *s. Contaminaci5n
LEW DE JC
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2$Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialConsideraciones am!ientales+ estudio anal1tico de impactos
Jnidad de0edida
Correlaci5n entre el ni*el del efecto $ el impacto 6molestia o daño )uecausa7.
Se emplea la unidad de medida adoptada para cada efecto.
Jnidad o indicador utili&ado para cuantificar el fen5meno.
Indicador+ Jna clase2 grupo o con/unto de fen5menos potencialmenteo!ser*a!les )ue representa un definici5n conceptual con el prop5sito de
medir una *aria!le.
Correlaci5n entre la magnitud del tr'nsito $ el ni*el de efecto o impacto.
Se emplea el criterio de e*aluaci5n adoptado.0odelos de simulaci5n. %ermite predecir $ e*aluar .
0'imo ni*el de impacto acepta!le.
Se esta!lece para cada tipo de impacto2 en general mediante normas orecomendaciones.
NKmero m'imo de *e,1culos )ue pueden circular por una *1a en un lapsodeterminado2 sin )ue se supere el est'ndar am!iental correspondiente a un
dado tipo de impacto.
Criterio dee*aluaci5n
Correlaci5ncausa -efecto
Est'ndaram!iental
Capacidadam!iental
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2%Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Genera el mismo ruido que:Genera el doble de ruido que:
Volumen
2000 veh/hora
200 veh/hora
Genera el doble de ruido que:
Velocidad media
110 km/hora
50 km/hora
Composición
1 camión a 90 km/h
28 autos a 90 km/h
(actores )ue influencian el diseño *ialConsideraciones am!ientales+ ruido
CausasEstudios emp1ricos permiten correlacionar+ caracter1sticas de la *1a 6anc,o2 pendiente7 caracter1sticas del tr'nsito 6*olumen2 composici5n2 *elocidad7 distancia entre la fuente $ el receptor.
Caracter1sticas del tr'nsito 6e/emplos7+
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2&Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialConsideraciones am!ientales+ ruido
Caracter1sticas geométricas $ de diseño+La intensidad sonora disminu$e con el cuadrado de ladistancia 6si la fuente es puntual7 o con la distancia6si la fuente es lineal7.
Reduce el ruido a la mitad (10dB!
Vegetación
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3Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialConsideraciones am!ientales+ ruido
Efectos dedeprimir lacarretera
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8/20/2019 Notas Diseno.ppt
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32Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
(actores )ue influencian el diseño *ialSeguridad *ial+ La matri& de
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33Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Es la m'ima *elocidad a la cual un conductor de ,a!ilidadmedia mane/ando con ra&ona!le atenci5n puede circularcon entera seguridad.
Es la m'ima *elocidad segura )ue puede mantenerseso!re una secci5n espec1fica de camino cuando las
condiciones son tan fa*ora!les )ue las caracter1sticas dediseño de la carretera go!iernan 6AAS7.
Jna *elocidad seleccionada2 usada para determinar las*arias caracter1sticas de diseño geométrico de laplataforma. 6AAS
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3"Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
@elocidad de operaci5n+ es la m's alta *elocidadgeneral a la cual un conductor puede *ia/ar so!re unacarretera dada !a/o condiciones de tiempo fa*ora!les $!a/o condiciones pre*alecientes de tr'nsito2 sin superaren ningKn momento la *elocidad segura segKn est'determinada por la *elocidad directri& so!re una !asede secci5n;por;secci5n. 6AAS7
La *elocidad a la cual se o!ser*a )ue los conductoresoperan sus *e,1culos durante condiciones de flu/o li!re.6AAS
8/20/2019 Notas Diseno.ppt
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3#Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
@elocidad de diseño@elocidad directri& 6@D7
No de!er1a suponerse una@D !a/a donde latopograf1a es tal )uepro!a!lemente losconductores *ia/en a altas*elocidades.
Los conductores no a/ustansus *elocidades a laimportancia de lacarretera2 sino a supercepci5n de laslimitaciones f1sicas2 $ por
consiguiente2 el tr'nsito.La @D seleccionada de!er1aa/ustarse a los deseos $,'!itos de *ia/e de casitodos los conductores.
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3!Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
C o t a s
6 m 7
3 4 8 > 9 R ? = 3 33 34 38 3> 39 3R 3?
3
4
8
>
9R ?
=
3
3334 38 3>
39
3?
39
Progresivas (km)Progresivas (km)
Progresivas (km)Progresivas (km)
Tra&ado de un caminoConcepto General
Tra&ado+ Definici5n ; en planta $ en ele*aci5n ; de lascoordenadas de la rasante del camino.
%LANI0ET[A
ALTI0ET[A
6desarrollada7
E
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3$Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Tra&ado de un camino%lano Tipo
d l i é i
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3%Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Tra&ado planimétrico%rincipios
Disponer la ma$or cantidad posi!le de rectas. No disponer tramos rectos de m's de 3 #m de
longitud2 interponiendo cur*as amplias6mantenimiento de la atenci5n del conductor7.
E*itar tra&ados contiguos a *1as férreas
6accesi!ilidad empalmes7. Atra*esar cursos de agua en puntos esta!les delcauce $ preferentemente en forma normal a losmismos.
Cru&ar *1as férreas preferentemente a distinto ni*elo a ni*el en forma normal 6nunca inferior a los R]7.
Distancia de *isi!ilidad ^ distancia de detenci5n entodo el camino.
Fonas de so!repaso permitido a no m's de 4minutos de distancia a la @d.
T d l i é i
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3&Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Tra&ado altimétricoCruces
Cruce de caminos a distinto ni*el o p-de!a/o *1a férrea+ Altura Li!re de %aso 6AL%7 \ >2m Altura de la estructura 6AE7 \ 32>m < \ R24m
Cruce de camino so!re *1a férrea+
Troc,a anc,a 632R?Rm7 AL% \ 924m < \ R2Rm Troc,a media 632>89m7 AL% \ 923m < \ R29m Troc,a angosta 632m7 AL% \ >2>m < \ 92m
e*anc,a de la estructura so!re cursos de agua+ Curso permanente \ 32m Alcantarillas \ 2>m
Altura de rasante so!re aguas li!res+ Aguas su!terr'neas \ 32 m Fonas inunda!les \ 32 m
S i5 t l d ! i l
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"Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Secci5n trans*ersal de una o!ra *ial%erfiles *iales+ cal&adas indi*isas
S i5 t l d ! i l
8/20/2019 Notas Diseno.ppt
41/77
"1Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Secci5n trans*ersal de una o!ra *ial%erfiles *iales+ cal&adas di*ididas
Desea!le
Intermedio
Con restricciones
Secciones de plataforma para carreterasdi*ididas = 8 ?8 34
R 8 ?8 ?R Cada pa*imento inclinado en dos
sentidos
Cada pa*imento inclinado en un sentido
S i5 t l d ! i l
8/20/2019 Notas Diseno.ppt
42/77
"2Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Secci5n trans*ersal de una o!ra *ial%erfiles *iales+ arreras centrales $ laterales
arreras Centrales T1picas arreras Laterales T1picas
I t i i l
8/20/2019 Notas Diseno.ppt
43/77
"3Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Intersecciones *ialesTipos de intersecci5n
Intersecci5n+'rea donde dos o m's caminos se unen o se cru&an
A NI@EL+ No canali&adas Canali&adas otatorias
XTY 6o en 8 direcciones7 > direcciones 0Kltiples direcciones
A DISTINTO NI@EL+ Ni*eles separados sin ramas Ni*eles separados con ramas
• Distri!uidores - intercam!iadores• Intersecci5n de tres o m's ni*eles
I t i i l
8/20/2019 Notas Diseno.ppt
44/77
""Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Intersecciones *ialesFonas de conflicto
Las Fonas de Conflicto son una indicaci5n de posi!ilidad deaccidentes en las intersecciones
Tipos de Conflictos+ 0anio!ras de Con*ergencia
@e,1culos desde sentidos opuestoscon*ergen en un punto
0anio!ras de Di*ergencia@e,1culos )ue *ia/an desde giros delmismo sentido en sentidos diferentes
0anio!ras de Cruce@e,1culos desde sentidos opuestos c,ocan
Dependen de+ NKmero de accesos 0o*imientos de giro Tipo de control de tr'nsito
Inte secciones iales
8/20/2019 Notas Diseno.ppt
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"#Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Intersecciones *ialesFonas de conflicto
(uente+ Traffic Safet$ (undamentals
8/20/2019 Notas Diseno.ppt
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"!Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Intersecciones *ialesIntersecciones a ni*el+ simples no canali&adas
XTY simple
c-carril deadelantamiento
c-carril de giro
c-carril de giro $ deadelantamiento
Intersecciones *iales
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"$Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Intersecciones *ialesIntersecciones a ni*el+ simples canali&adas
XTY canali&ada con
plataforma de giro
c-isleta di*isoria $ carrilde adelantamiento
c-un par de
plataformas de giro
c-isletas di*isorias $plataformas de giro
Intersecciones *iales
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"%Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Intersecciones *ialesIntersecciones a ni*el+ elementos
Isletasdi*isorias
Carril de giro a laderec,a
Carril deadelantamiento
%lataformasde giro
Intersecciones *iales
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"&Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Intersecciones *ialesIntersecciones a distinto ni*el
Intersecciones *iales
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#Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Intersecciones *ialesIntersecciones a distinto ni*el
Diseño geométrico
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#1Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Diseño geométricoDistancia de detenci5n
Distancia de detenci5n+ es la distancia )ue recorre unconductor de ,a!ilidad media2 circulando con la*elocidad de diseño2 desde )ue o!ser*a un o!st'culo,asta )ue se detiene.
El tiempo de detenci5n se di*ide en+
Tiempo de percepci5n $ reacci5n 6t%7+ es el tiempo)ue transcurre desde )ue se o!ser*a el o!st'culo,asta )ue se acciona el freno.
Tiempo de frenado 6t(7+ es el tiempo )ue transcurredesde )ue se accionan los frenos ,asta )ue se detieneel *e,1culo.
Diseño geométrico
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#2Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Diseño geométricoDistancia de detenci5n
0sencos =++
α α W fW a
g
W
Condici5n de e)uili!rio est'tico
Distancia de frenado
α cos x D F =
P4Q
P8Q
Sustituyendo [3] en [1], resulta:
α cos2
2
0
2
F D
vva
−=
(JEFAS ACTJANTES 6rampa7
Y luego sustituyendo en [2], ydividiendo por W cosα:
( )i f g
vv D F
+
−=
2
22
0
α senW
α cosW
W α
ma
α cosW N =
α cos fW fN F ==
a
vv x x
2
2
0
2
0
−=− P3Q
Diseño geométrico
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#3Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Diseño geométricoDistancia de detenci5n
0sencos =−+
α α W fW a
g
W
Condici5n de e)uili!rio est'tico
Distancia de frenado
α cos x D F =
P4_Q
P8Q
Sustituyendo [3] en [1], resulta:
α cos2
2
0
2
F D
vva
−=
(JEFAS ACTJANTES 6pendiente7
Y luego sustituyendo en [2’], ydividiendo por W cosα:
( )i f g
vv D F
−
−=
2
22
0
α senW
α cosW
W α
ma
α cosW N =
α cos fW fN F ==
a
vv x x
2
2
0
2
0
−=− P3Q
Diseño geométrico
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#"Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Diseño geométricoDistancia de detenci5n
Distancia de frenado+Donde+@D @elocidad de diseño P#m-,Qf L Coeficiente de fricci5n longitudinal
i %endiente 6tan α7
Distancia de percepci5n+
Donde+t% Tiempo de percepci5n PsegQ \ 429Y
@D @elocidad de diseño P#m-,Q
Distancia de detenci5n+
( )i f V D
l
D F
−=254
2
,D (m34)6050
00200
60
l08+908+2082:08270826
0829
( )i f
V t V D D D
l
D P D F P D −
+=+=2546,3
. 2
6,3
. D P P
V t D =
Diseño geométrico
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##Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Diseño geométricoDistancia de detenci5n 6AASTm-s4
i %endiente 6tanα
7
Distancia de percepci5n+Donde+t% Tiempo de percepci5n PsegQ \ 429Y
@D @elocidad de diseño P#m-,Q
Distancia de detenci5n+
aV D D F
2039,0=
D P P V t D ..278,0=
−
=
ia
V D D F
81,9254
2
−
+=
ia
V t V D D P D D
81,9254
..278.02
Diseño geométrico
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#!Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Diseño geométricoDistancia de so!repaso
Distancia de so!repaso+Distancia )ue necesita un *e,1culo para so!repasar aotro )ue marc,a en igual sentido en el mismo carrilsin peligro de interferir con un tercer *e,1culo )ue se,ace *isi!le al iniciar la manio!ra $ )ue circula en
sentido contrario por el carril )ue se utili&a para elso!repaso.
Diseño geométrico
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#$Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Diseño geométricoDistancia de so!repaso
E/emplo+ @D \ 34#m-,DS \ >m
DS V D ⋅= 7
Diseño geométrico
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#%Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Diseño geométricoDistancia de decisi5n
Distancia de *isi!ilidad de decisi5n+Distancia re)uerida por un conductor para detectarinformaci5n inesperada o peligro2 reconocer el peligroo la amena&a2 seleccionar una *elocidad $ unatra$ectoria adecuadas2 e iniciar $ completar segura $
eficientemente la manio!ra re)uerida.E/emplo+ @D \ 34#m-, A 89m %arada en camino rural 99m %arada en camino ur!ano C 8?9m Cam!io @el.-Tra$.-Dir. camino rural D >39m Cam!io @el.-Tra$.-Dir. camino su!ur!ano E >?m Cam!io @el.-Tra$.-Dir. camino ur!ano
Diseño geométrico
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#&Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Diseño geométricoDistancias de detenci5n2 so!repaso $ decisi5n
E/emplo para @D \ 34#m-, Distancia de detenci5n
Distancia reacci5n+ > m Distancia frenado ,ori&ontal+ 44 m Distancia *isi!ilidad de detenci5n+ 4R m
c-pendiente RM en !a/ada Distancia *isi!ilidad de detenci5n+ 8>3 m
Distancia de *isi!ilidad de decisi5n+ A;%arada en camino rural 89 m ;%arada en camino ur!ano 99 m
Distancia de so!repaso @el. supuesta *e,. adelantado =3#m-, @el. supuesta *e,. )ue se adelanta 3R#m-, Distancia *isi!ilidad de adelantamiento m1nima ?=4 m
Diseño altimétrico
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!Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Diseño altimétricoCur*as *erticales
O!/eto+@incular *erticalmente dos rasantes ; al menos unade ellas no ,ori&ontal ; )ue forman por lo tanto uncierto 'ngulo entre s1.
Los tramos rectos ; de distintas pendienteslongitudinales ; se empalman mediante una par'!olacontenida en el plano *ertical.
Diseño altimétrico
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!1Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Con*eas
C5nca*as
Diseño altimétricoCur*as *erticales+ tipos
Diseño altimétrico
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!2Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Diseño altimétricoCur*as *erticales+ longitud m1nima
Los factores a considerar para el c'lculo de lalongitud m1nima 6L7 de la cur*a *ertical son+
Seguridad@isi5n de un o!st'culo con anticipaci5n suficiente
para detener el *e,1culo. ComodidadLimitaci5n de la aceleraci5n radial 628m-s47.
Estética
asante sin )uie!res.
Diseño altimétrico
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!3Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
SegKn la DN@
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!"Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Elementos de la urva !ertical
L Longitud de cur*a *ertical%C %rincipio de cur*a(C (in de cur*ai3 2i4 pendientes%I@ %unto de intersecci5n *erticalE Eterna
P",
P
i
i2
Ecuaci5n de la par'!ola+
Eterna+
Lii
E ⋅−
=
800
12
Diseño altimétricoCur*as *erticales+ elementos
x
i
x L
ii
y 100200
1212
+
−
=
Diseño altimétrico
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!#Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Diseño altimétricoCur*as *erticales
Cur*as Con*eas+ `i\i3; i4
S U L
S L
( )221
2
200 hh
S A L
+=
( )221
2
200 hh
D L Di
+
∆=
( ) A
hhS L
2
212002
+−=
( )i
D
hh D L
∆
+−=
2
212002
Diseño altimétrico
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!!Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
Se adopta lalongitud ma$orde los 8 casos
Diseño altimétricoCur*as *erticales
Cur*as Con*eas+ `i\i3; i4
%or seguridad+
%or comodidad+
%or estética+
i D L D ∆= ..0032,0 2
iV L D ∆= ..0025,0 2
DV L .7,0=
Nota+ `i en PMQ - DD $ L en PmQ - @D en P#m-,Q
i
D D L∆
−= 0032,0
2
DD U L
DD L
Diseño altimétrico
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!$Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
PC FC
'
'(2
)i
Diseño altimétricoCur*as *erticales
Cur*as C5nca*as+ `i\i3; i4 U
S U L
S L
( )β tan200
2
S h
S A L
+=
( ) A
S hS L
β tan2002
+−=
( )β tan200
2
D
Di
Dh
D L
+
∆=
( )
i
D D
Dh D L
∆
+−=
β tan2002
Diseño altimétrico
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!%Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
PC FC
'
'(2
)i
D
D
Di D L5,3130
.
2
+∆=
se o a t ét coCur*as *erticales
Cur*as C5nca*as+ `i\i3; i4 U
%or seguridad+
%or comodidad+
%or estética+
iV L D ∆= ..0025,0 2
DV L .7,0=
i
D D L D D
∆
+−= 5,3130
2Se adopta lalongitud ma$orde los 8 casos
Nota+ `i en PMQ - DD $ L en PmQ - @D en P#m-,Q
DD U L
DD L
Diseño altimétrico
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!&Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
S1ntesis de los pasos
3. C'lculo diferencia de pendientes i \ i4bi34. C'lculo de la Distancia de Detenci5n 6DD7 en
funci5n de @d.8. C'lculo de la longitud de cur*a m's cr1tica 6m's
larga7.
>. C'lculo de la eterna.9. eplanteo.
Diseño planimétrico
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$Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
pCur*as ,ori&ontales
O!/eto+@incular en planta dos alineamientos de rasantes )ueforman un cierto 'ngulo ,ori&ontal entre s1permitiendo desarrollar progresi*amente las fuer&ascentr1fugas $ desarrollar el peralte para compensarlas
parcialmente.Compuestas por una cur*a circular $ dos cur*as detransici5n 6espirales7 a la entrada $ salida.
Diseño planimétrico
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$1Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
R
V f p DT
*127
2
=+
@alores m'imos peralte p\tgα
• 10% en zonas montañosas10% en zonas montañosas
• 8% en zonas llanas8% en zonas llanas
• 6% en áreas urbanas6% en áreas urbanas
@D en #m-,
en metrosf T \ coeficiente de fricci5n trans*ersal
f T \ f 6@D 7 238 63 #m-,7.
pCur*as ,ori&ontales+ peralte
%eralte+ Inclinaci5n de la cal&ada ,acia el !ordeinterno de la cur*a )ue sir*e para atenuar ocompensar parcialmente la acci5n de la fuer&acentr1fuga )ue tiende a producir el desli&amiento o*uelco del *e,1culo.
Diseño planimétrico
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$2Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
%I %unto intersecci5n tangentes principalesTE %unto comKn de la tangente $ la espiralEC %unto comKn de la espiral $ la circularCE %unto comKn de la circular $ la espiralET %unto comKn de la espiral $ la tangente
c
ee
R
L
*2=θ
360***2 c
cc R L ∆
= π ec θ *2−∆=∆ ect L L L *2+=
pCur*as ,ori&ontales+ elementos
c adio cur*a circularLe Longitud de la cur*a espiral
Lc Longitud de la cur*a circularentre EC $ CETe Segmento de tangente principal
entre TE $ %IE Eterna` ngulo entre tangentes principales`c ngulo tangentes en EC $ CE
e ngulo tangentes etremas espiral $ % Coordenadas de %c con respecto a TE
Diseño planimétrico
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$3Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
pCur*as ,ori&ontales
adio m1nimo de cur*a circular 6c7+ Caminos rurales primarios + entre 49 $ 89 m 6ecepcionalmente en &onas montañosas se pueden encontrar radios de 3?9 m7 Colectoras + 3? m Caminos residenciales+ 8> m
Cur*a de transici5n+ Se diseña de tal manera )ue seaconstante la *ariaci5n de la aceleraci5n centr1fuga alpasar del tramo recto al cur*o 6e*ita el desli&amientotrans*ersal o *uelco $ la incomodidad de la *ariaci5n
!rusca7.
C
De
R
V L
*28
3
=Donde+
@D \ *elocidad de diseño 6#m-,7
c \ radio de la cur*a circular 6m7
Diseño planimétrico
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$"Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
0'ima pendiente de la rampa al peralte 6M7 \ > - @d2 para una dadalongitud de la cur*a de transici5n.
pCur*as ,ori&ontales+ transici5n del peralte
Alrededor del e/e del camino Alrededor del !orde interno
(orma de llegar a la cur*a circular con el m'imo peralte.
Diseño planimétrico
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$#Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
pS1ntesis de los pasos
3. C'lculo del radio de la cur*a ,ori&ontal2 para+3.3 Desgaste m1nimo 6f T\73.4 adio m1nimo
4. C'lculo de la longitud espiral 6Le78. @erificaci5n de la condici5n de pendiente
longitudinal m'ima iLUi0A\>-@D>. C'lculo de los 'ngulos
>.3 De las tangentes etremas de la cur*a espiral>.4 De las tangentes etremas de la cur*a circular
9. C'lculo de las longitudes 6espiral2 circular2 total7
R. eplanteo de la cur*a ,ori&ontal
Diseño planimétrico
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$!Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006 (actualizado abril 2007)
pCur*as ,ori&ontales+ replanteo
eC L X =
( ) K P RT e +∆
+=2
tan
eT P TE −= Pr Pr
3/* eeC L! θ =
12/* ee L P θ =
2/e L K =
Segmento de tangente principal entre TE $ %I
( ) R P R E e −∆
+=2
sec
Eterna de la cur*a total
%rogresi*as
e LTE EC += Pr Pr
e L ET CE −= Pr Pr
t LTE ET += Pr Pr
Diseño planimétrico
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Cur*as ,ori&ontales+ *erificaci5n pendiente longitudinal
Giro alrededor del e/e
D
MAX L
e
LV
i L
a pi
40., =≤=
Giro alrededor del !orde interno
Le
p.a
D
MAX L
e
LV
i L
f a pi
40..2, =≤
−=
4.p.a
Le
f
En am!os casos2 si con la Le calculada 6s-fic,a ?47 no *erifica2 se de!e adoptar una Le ma$or2$ recalcular e Tam!ién ,a!r' )ue *erificar )ue 4 e U