Proyecto Carretero

Universidad Mayor de San Andrs Proyecto:

Diseo Tramo TOPOCO - ULLOMA Grupo: 18

Facultad de Ingeniera

Ingeniera Civil

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1. CONSIDERACIONES GENERALES

1.1. ANTECEDENTES El Estado Plurinacional de Bolivia ha revisado su poltica vial sobre el mejoramiento de las carreteras en el pas, razn por la cual, determina que los mejoramientos de las carreteras deben ejecutarse tratando de aprovechar al mximo posible las infraestructuras existentes, hasta donde sea compatible con las normas de diseo para el mejoramiento de carreteras, expuestas y aprobadas. Esta poltica tiene una doble finalidad; lograr carreteras estructuras de arte mayor econmicamente convenientes para el pas y aumentar la red de carreteras asfaltadas con sus respectivos puentes, en tanto sea posible y con caractersticas tcnicas que renan los requerimientos mnimos con costos mnimos compatibles con la escasez de recursos de inversin que afecta a la nacin. Es decir, lograr vas que presenten caractersticas estrictamente indispensables para prestar un servicio adecuado durante su vida til. En el pasado este criterio pas inadvertido, y no se aprovech la infraestructura existente, razn por la cual los costos de inversin estimados eran mayores. La optimizacin del diseo final del tramo del proyecto TOHOPOCO - ULLOMA KM 51 es precisamente concordante con esta nueva poltica vial.

1.2. UBICACIN Y CARACTERSTICAS DEL LUGAR

Proyecto ubicado entre los municipios de Calacoto y Corocoro

Ulloma

Topohoco




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1.2.1. Geografa

El municipio est ubicado en la provincia de

Pacajes del departamento de La Paz de Bolivia, a

aproximadamente 82 kilmetros de distancia de la ciudad

de La Paz. Tiene un rea de 1094 km2, y est a una altitud

de 4020 msnm.

Limita con los municipios

de Caquiaviri, Calacoto, Comanche, Santiago de

Callapa y Waldo Ballivin, tambin de la provincia de

Pacajes, y con la provincia de Aroma.

El territorio abarcado por Coro Coro incluye lo que

anteriormente eran los cantones de Caquingora, Jancko

Sirpa Marca, Jayuma Llallagua, Jos Manuel Pando, Muro

Pilar Mejillones, Porvenir Quilloma, Rosapata Huancarama, Topohoco, Villa Exaltacin de Enequella y Coro

Coro; ello significa que las poblaciones pertenecientes a los mencionados cantones se encuentran

comprendidas en Coro Coro incluyendo, por supuesto, a la ciudad del mismo nombre

1.2.2. Demografa

Coro Coro tiene una poblacin de 11813 personas, de las cuales 1884 (el 16%) viven en la ciudad de Coro

Coro. La gran mayora de habitantes del municipio tienen son originarios Aimara, lo cual hace que

la lengua materna predominante sea el idioma Aimara. A pesar de esto, buena parte de la poblacin

aprende tambin idioma espaol, de modo que es bastante mayor la poblacin bilinge aimara-espaol

que la monolinge de cualquiera de los dos idiomas.

Distribucin poblacional por edad y sexo

Grupos de edad Total Hombres Mujeres

Todos 11813 6128 5685

0 a 5 aos 1579 853 726

6 a 18 aos 3562 1939 1623

19 a 39 aos 2827 1443 1384

40 a 64 aos 2584 1309 1275

65 aos o ms 1261 584 677

Estadsticas demogrficas. Fuente: INE




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Lenguas

maternas de la

poblacin.

Idiomas hablados por la

poblacin.

Pueblos

indgenas u

originarios de

autoidentificaci

n de la

poblacin.

1.2.3. Economa

En la actualidad, las actividades econmicas principales de Coro Coro son la caza, la ganadera cra

de ganado bovino, la agricultura papa, especialmente, silvicultura y el comercio en general.

Las artesanas textiles son otra fuente de ingreso de la poblacin, adems del turismo.

Del total de la poblacin, un 73% est en edad de trabajar (PET), y un 43% est econmicamente activa

(PEA)

1.2.4. Servicios Pblicos

Abastecimiento

Un 25.46% de los hogares tienen acceso a agua potable mediante sistema de acueducto. El resto de la

poblacin se provee del lquido mediante la extraccin de pozos (50%) o tomndola de fuentes hdricas

naturales como ros y lagunas (24%).

La cobertura de energa elctrica del municipio es del 17.52%.

Salud

El sistema de salud de Coro Coro est conformado por 5 establecimientos de salud, todos ellos de primer

nivel. La cantidad de personal de salud del municipio es de 0.68 por cada 1000 habitantes y se dispone de

1.02 camas por 1000 habitantes.

Un 16.33% de los nios menores a 1 ao reciben la vacuna pentavalente, y un 44.21% de los nios de

entre 12 y 23 meses de edad son vacunados contra el sarampin. La tasa de mortalidad infantiles de

66.05.




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Educacin

La tasa de analfabetismo del municipio es del 14.09%. La tasa de asistencia es del 80.76%.

En total, en Coro Coro hay 2849 estudiantes matriculados, y 44 unidades educativas (en promedio, 64.75

estudiantes por unidad educativa). El nmero de docentes disponibles es de 191 (para un promedio de

14.92 estudiantes por maestro).

Aseo y alcantarillado

Slo un 2.7% de los hogares del municipio disponen de alcantarillado.

Justicia

Corocoro afronta inconvenientes en su sistema de justicia debido a la mnima presencia que existe de

agentes del Ministerio Pblico y la Polica: la poblacin no dispone de un jefe policial ni un fiscal, y

el notario va a la ciudad con poca frecuencia. Lo anterior produce, entre otras consecuencias, que los

habitantes busquen mecanismos judiciales en ciudades como El Alto o La Paz para tramitar sus procesos.

Tras reunirse con los representantes de los movimientos sociales y los habitantes del municipio,

una consejera de la Judicatura Boliviana anunci que gestionara soluciones al problema ante los entes

estatales correspondientes.

1.3. CARACTERSTICAS DEL DISEO FINAL

En los trabajos realizados como parte del Diseo Final del Proyecto se presentan 3 componentes: - Estudios Bsicos de Ingeniera. - Estudios de Impacto Ambiental. - Diseos de Ingeniera.




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2. ESTUDIOS BASICOS DE INGENIERIA

2.1. DESCRIPCIN GENERAL DEL PROYECTO

El proyecto a realizar pretende canalizar los diferentes aspectos estudiados en el respectivo diseo de un

tramo carretero tomando en cuenta los diferentes aspectos influyentes.

Cabe recalcar que el proyecto es solo de carcter acadmico por lo que no se cuenta con los diferentes

estudios necesarios para un diseo preciso; como ser estudios de trfico, suelos, hidrolgicos, entre otros.

Dichos datos de los estudios fueron adoptados en base a ensayos realizados en zonas muy prximas al

lugar de emplazamiento del proyecto.

2.2. IMPORTANCIA DEL PROYECTO

La Carretera TOPOHOCO - ULLOMA, al formar parte de la ruta Fundamental No. RVF N 43 y del corredor

Altiplano, se encuentra considerada como prioridad nacional dentro del plan vial de la Administradora

Boliviana de Carreteras, ya que integra el Sur del Departamento de La Paz, con el contexto de la economa

nacional.

2.3. ESTUDIO TOPOGRFICO

La topografa est

georeferenciada al sistema

WGS19 y esta expresada en

cordenadas UTM. La red est

enlazada tanto horizontal como

verticalmente a la red geodsica

y altimtrica del Instituto

Geogrfico Militar (IGM).

En el sentido horizontal, se

realiz la monumentacin de

pares de hitos de concreto cada

10 Km que fueron

georeferenciados con antenas

estticas GPS de alta precisin.

Posteriormente se establecieron las poligonales secundarias cuyas coordenadas de PBs fueron ajustadas

a con los Hitos GPS.




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En el sentido vertical se realizaron nivelaciones de ida y vuelta de un hito de la red del IGN en base del

cual se establecieron BMs con una separacin no mayor a 500m.

Una vez establecida la red de PBs con coordenadas y cotas se realiz la taquimetra con Estacin Total,

levantndose secciones transversales cada 20 metros, con un ancho de faja variable entre 80m a 120m,

dependiendo el tipo de topografa.

2.4. ESTUDIOS GEOLGICOS

El trazo del camino atraviesa las siguientes unidades geolgicas:

- Cuaternario: Aluvial, Abanico Aluvial, Morrena, Formacin Ulloma.

- Terciario: Formacin Coniri, Formacin Tihuanacu, Formacin Topohoco.

2.5. ESTUDIOS SUELOS Y GEOTECNIA

Entre los objetivos principales del Estudio de Suelos se presentan la calidad de los materiales de la

subrasante y su consideracin correspondiente segn las normas y guas actualizadas para la eleccin de

los materiales adecuados que constituirn los elementos del Paquete Estructural de la nueva carretera y

de aquellos materiales que sean factibles de utilizar en la preparacin de los concretos hidrulicos a

emplearse en el proyecto.

De acuerdo a la composicin general de los tipos de suelo encontrados en la traza, se efectu la

respectiva distribucin porcentual segn su clasificacin de tipo de suelo correspondiente a cada tramo.

En los siguientes Grficos, se presentan los resultados obtenidos:




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Con respecto a la capacidad portante del suelo (CBR), se puede resumir que, se han efectuado un total de

103 ensayos de CBR, el valor promedio de CBR al 95% es de 14.4%, por lo tanto, la capacidad de soporte

de la sub-rasante en general se ubica en la categora de: Sub-rasante Buena.

Con respecto a Yacimientos de prstamo, en la exploracin efectuada en general se localiz un total de 16

yacimientos de prstamo del inicio al final del proyecto, con potenciales importantes de material

granular, en su mayor parte compuesta por gravas y arenas bien graduadas, de origen fluvio lacustre.

2.6. ESTUDIOS HIDROLGICOS

El Servicio Nacional de Meteorologa e

Hidrologa (SENAMHI), cuenta con

registros de precipitaciones mximas

en las estaciones de Viacha, San

Andrs de Machaca y la estacin de

Calacoto, prximas a la zona de

proyecto. El siguiente cuadro, muestra

las caractersticas de las tres

estaciones utilizadas para el anlisis

hidrolgico:




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3. ESTUDIOS DE IMPACTO AMBIENTAL

El estudio de Evaluacin de Impacto Ambiental (EEIA), desarrollado para las etapas de ejecucin,

operacin, mantenimiento y futuro inducido del proyecto, ha sido elaborado tomando en cuenta los

requisitos establecidos en la legislacin ambiental vigente y la carta de categorizacin MMADRA-VBRFMA-

DGMACC FA 4540a/11 de fecha 27 de enero de 2011 emitida por la autoridad ambiental competente a

nivel nacional en la que le otorga un nivel de Categora Ambiental II al proyecto.




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4. DISEOS DE INGENIERA

La primera etapa en la elaboracin de un proyecto vial consiste en el Estudio de las Rutas. Por Ruta se

entiende 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.

Como quiera que las rutas puedan ser numerosas, el estudio de las mismas tiene como finalidad

seleccionar aquella que rena las condiciones ptimas para el desenvolvimiento del trazado.

El estudio es por consiguiente un proceso altamente influenciado por los mismos factores que afectan el

trazado, y abarca actividades que van desde la obtencin de la informacin relativa a dichos factores

hasta la evaluacin de la ruta, pasando por los reconocimientos preliminares.

De las actividades que abarcan el estudio de las rutas y donde de una u otra manera se aplica la

Topografa, se encuentran la elaboracin de los croquis y los reconocimientos preliminares.

4.1. DISEO GEOMTRICO Una vez elaborados los croquis del lugar empieza el trabajo de campo o reconocimiento preliminar. El

reconocimiento es el examen general de las fajas o zonas de terreno que han quedado determinados por

los croquis.

Su finalidad es la de descubrir las caractersticas sobresalientes que hacen a una ruta superior de los

dems: sirve tambin para obtener datos complementarios de la regin, tener una idea del posible costo

de la construccin de la carretera propuesta, anticipar los efectos potenciales de la carretera en el

desarrollo econmico de los terrenos que atraviesa y estimar los efectos destructivos que pudiera tener

en el paisaje natural.

Con los datos obtenidos durante el reconocimiento preliminar y con la informacin reunida con

anterioridad a l, el Ingeniero se formar un criterio que le permitir seleccionar las rutas que ameritarn

estudio topogrfico.

El reconocimiento debe ser rpido y de carcter general y puede realizar recorriendo la ruta a pie. El

Ingeniero encargado del reconocimiento debe llevar consigo los instrumentos adecuados para la

determinacin de las elevaciones relativas, la obtencin de rumbos y la medida de pendientes. Los

barmetros aneroides, las brjulas y los niveles de mano o clismetros sirven perfectamente para el

trabajo.




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Cuando se tienen localizados los puntos obligados se procede a ligar estos mediante un procedimiento

que requiere:

El trazo de una poligonal de apoyo lo ms apegada posible a los puntos establecidos, con

orientacin astronmica, PIS referenciados y deflexiones marcadas con exactitud ya que ser la

base del trazo definitivo.

La poligonal de apoyo es una poligonal abierta a partir de un vrtice o punto de inicio clavando

estacas a cada 20 metros, y lugares intermedios hasta llegar al vrtice siguiente. Para la ubicacin

de estos se utiliza el clismetro o l circulo vertical del trnsito, empleando la pendiente deseada.

La pendiente ser cuatro unidades debajo de la mxima especificada donde sea posible para que

al trabajador en gabinete tenga ms posibilidades de proyectar la subrasante, incrementando la

pendiente a la mxima si es necesario para economizar volmenes.

Nivelacin de la poligonal, generalmente a cada 20 metros, que ser til para definir cotas de

curvas de nivel cerradas a cada 2 metros.

Obtencin de curvas de nivel en una franja de 80 o 100 metros. En cada lado del eje del camino a

cada 20 metros o estaciones intermedias importantes.

Dibujo de trazo y curvas de nivel con detalles relevantes como cruces, construcciones, fallas

geolgicas visibles, etc.

Como el dibujo del trazo y las curvas de nivel se puede proyectar en planta la lnea terica del camino a

pelo de tierra, para proyectarla se utiliza un comps con una abertura calculada segn la pendiente con

que se quiere proyectar.

La separacin de curvas de nivel dividida entre la pendiente a proyectar, es la abertura del comps con la

cual se ubicaran los puntos de la lnea a pelo de tierra utilizando la misma escala del plano.

El proyecto definitivo del trazo se establecer sobre el dibujo del trazo preliminar, por medio de

tangentes unidas entre s, a travs de sus PIS o puntos de interseccin que se utilizaran para ligar las

tangentes a travs de curvas horizontales; cuanto ms prolongadas se tracen las tangentes s obtendr

mejor alineamiento horizontal con la consecuencia que marcarlas prolongadas implica un mayor

movimiento de volmenes, por lo que se intentara ir compensando esta lnea del lado izquierdo y

derecho donde sea posible y cargar la lnea hacia el lado firme donde s presenten secciones

transversales fuertes cada vez que en el plano la lnea de proyecto cruce la lnea preliminar, se marcara

este punto L y su cadenamiento , y con transportador se determina el ngulo X de cruce.

En el caso de que no se crucen estas lneas, se medir cada 500 metros o cada 1000 metros, la distancia

que separa a una y otra para determinar los puntos de liga con los que iniciara el trazo definitivo en el

campo.

Cuando se encuentra dibujado en planta el trazo definitivo, podemos antes de trazarlo en el campo

dibujar un perfil deducido, de acuerdo con los datos que tenemos de la poligonal de apoyo y las curvas de

nivel.




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El procedimiento para dibujarlo es diferente al que se utiliza con un perfil normal ya que a cada estacin

ubicada en la lnea terica del camino se le asigna la elevacin de la curva de nivel en este punto. Con este

perfil tenemos una idea ms clara de cmo se compensaran los volmenes segn el trazo propuesto e

inclusive tener unas secciones deducidas para suponer un volumen.

Una vez dibujado el trazo definitivo se procede a trazar en el campo para corregir algn error o mejorar lo

proyectado.

El tener trazada la lnea en el terreno requiere del uso de referencias en los PI, PC, PT, y PST, para poder

ubicarlos nuevamente cuando por alguna circunstancia se pierden los trompos o estacas que indican su

localizacin, ya sea por un retraso o construccin del camino.

Para referenciar un punto se emplea ngulos y distancias medidas con exactitud, procurando que las

referencias queden fuera del derecho de va. Se dejaran referenciados los puntos que definen el trazo

como PI, PC, PT y PST, que no disten entre s ms de 500 metros.

Los ngulos se medirn en cuadrantes, tomando como origen el eje del camino y en los PIS el origen ser

la tangente del lado de atrs y la numeracin de los puntos de referencia se har en el sentido de las

manecillas del reloj de adentro hacia fuera y comenzando adelante y a la derecha del camino, cuando

menos se tendrn dos visuales con dos P. R. Cada una, como visuales podrn emplearse rboles notables,

aristas de edificios, postes fijos, etc. en caso de no encontrar ninguno de estos se colocaran trompos con

tachuela en cada punto y junto una estaca con el numero de referencia del punto y su distancia al eje del

camino.

Una vez que s ubicado el trazo preliminar en los planos topogrficos, y tambin as decidido el tipo de

camino que ser necesario construir, es necesario definir algunas de las caractersticas importantes de la

carretera como lo son, Velocidad de proyecto, Grado mximo de curvatura, Longitudes, Sobre elevacin, y

muchas otras de gran importancia. Es necesario revisar que en todo momento la pendiente de nuestro

trazo definitivo nunca sea mayor que la pendiente mxima permitida.

4.1.1. Parmetros de diseo

CARACTERSTICAS DEL DISEO GEOMTRICO




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Tipo de Terreno Ondulada

Velocidad de proyecto 60 km/h

Radio Mnimo 121 m

Peralte mximo 8%

Pendiente mxima 8%

Pendiente mnima 0,47%

Parmetros curvas verticales (Criterio DVF) Cncava k= 2074,30 m

Convexa k= 2143,75 m

Coeficiente de friccin f transversal 0,154

Nmero de Carriles 2

Ancho de cada carril 3,5 m

Ancho de bermas 1 m

Distancia Visibilidad de frenado (Df) 98 m

Distancia mnima de visibilidad de sobrepaso 240 m

Bombeo 2%

Especificaciones Tcnicas para un camino ondulado empleadas en el diseo del proyecto:

Velocidad directriz

Tipo de terreno Velocidad

(km/h)

Llano 80

Ondulado 60

Montaa 40

muy montaoso 20

Tipo de Terreno Llano Ondulado Montaoso Muy montaoso

V (km./h) 80 60 40 20

emax (%) 8 10 10 10

edes (%) 6 8 10 10

f 0.140 0.154 0.168 0.182

Rma (m) 229 112 47 11

Rmd (m) 252 121 47 11

CATEGORIA III

Sobre elevacin en curvas (peralte)




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Tipo de terreno Categora III

Peralte Deseable(%) Peralte Absoluto(%)

Llano 6 8

Ondulado 8 10

Montaa 10 10

Muy montaosa 10 10

Longitudes de transicin

80 60 40 20

Comodidad Dinmica 68 56 41 23

Apariencia general 44 33 30 30

Apariencia de borde 56 58 50 44

Guiado ptico 25 12 5 1

Le mmino 68 58 50 44

Le mmino adoptado 70 60 50 45

Velocidad Directriz (km/hr.)Criterio

4.1.2. Alineamiento Horizontal

A continuacin se presentan las coordenadas de los respectivos PI que demarcan el alineamiento

horizontal del tramo de la carretera a disear.

COORDENADAS PI

Punto N E Z

A 8090085,7919 573899,6732 4243,9970

PI-1 8089156,8936 572445,0589 4179,0940

PI-2 8088218,6051 572349,6218 4195,1200

PI-3 8087825,1294 572031,1125 4155,5800

PI-4 8087469,6238 572073,7520 4143,4100

PI-5 8087167,4594 571868,3384 4106,2500

PI-6 8086753,9521 571817,5277 4077,4600

PI-7 8086533,2697 571695,8139 4058,3700

B 8086210,7941 571702,0667 4040,4700




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4.1.3. Curvas Horizontales

Una vez realizado el alineamiento horizontal y en especial luego de ubicados los respectivos PI con sus

coordenadas y deflexiones. En base a los parmetros de diseo como radio mnimo, se decide que el tipo

de curva a emplear en cada PI adems del radio de cada una.

Luego de decidir el tipo de curva a emplear, se procede al diseo de cada una y de sus respectivos

elementos, dependiendo si se trata de una curva circular o de transicin.

Las curvas circulares usadas en carreteras como curvas de enlace de los alineamientos horizontales rectos

son arcos de crculo. Cuando dos alineamientos rectos o dos tangentes son enlazadas, por una sola curva,

sta se llama curva simple.

A

PI 1

PI 2

PI 3

PI 4

PI 5

PI 6

PI 7

B

8086000

8086500

8087000

8087500

8088000

8088500

8089000

8089500

8090000

8090500

5715

00

5720

00

5725

00

5730

00

5735

00

5740

00

5745

00

Coordenadas PI




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En una curva circular simple hay que distinguir los siguientes elementos:

Los puntos donde los alineamientos rectos (tangentes) son tangentes a la curva se llama tangente de entrada T.E. (tambin TC) y tangente de salida T.S. (tambin CT) respectivamente.

La interseccin de las dos tangentes a la curva se designa punto de interseccin PI; el ngulo de deflexin en el PI formado por la prolongacin de una tangente y la siguiente se designa con la letra Delta (tambin Alfa) y tiene por valor el ngulo al centro subtendido por la curva.

El tramo de tangente entre el TE ( TC) y el PI o entre y el TS ( CT) se denomina semitangente y se designa con la letra T.

El arco TE-CC-TS es la longitud de la curva, L.

La recta entre TE y TS es la cuerda larga CL.

CC es el punto medio de la curva. Siendo PI-CC la Externa E. La distancia desde el CC a la cuerda larga es la Ordenada Media M.

CURVA HORIZONTAL COMPUESTA

Dos curvas de diferente radio seguidas constituyen una curva

compuesta si se unen en un punto de tangencia, en el que

ambas estn al mismo lado de la tangente comn.

Por el contrario cuando las curvas tienen sus centros al lado

opuesto respecto de la tangente comn, la combinacin se

conoce como curva inversa. Las curvas circulares compuestas

se utilizan en el diseo o trazo de vas que debe adaptarse en

todo lo posible al terreno, especialmente en las zonas

montaosas, en las que con frecuencia se requieren dos, tres

o ms curvas simples o sencillas de radios diferentes.

CURVA HORIZONTAL DE TRANSICION

El empleo de la clotoide como arco de transicin, ofrece a la vista un camino perfectamente regular, que

permite ceirse bien al terreno, dando lugar a un menor movimiento de tierras, lo que determina

ventajas en la construccin y reduccin del costo de la misma. La clotoide permite la transicin gradual de

la recta (curva con radio infinito) a una curva circular con radio mnimo definido.




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Es conveniente y necesario introducir un elemento intermedio de radio variable, en la unin de los tramos

rectos y las curvas circulares, de tal manera que se produzca una trayectoria adecuada a los cambios del

equilibrio dinmico del vehculo cuando ste pasa de un recorrido rectilneo a uno circular o viceversa;

este elemento es la curva de transicin.

Al pasar de una alineacin recta a una curva circular, aparece bruscamente la fuerza centrfuga, que

tiende a desviar al vehculo de la trayectoria que debe recorrer, este hecho presenta incomodidad y

peligro al conductor y pasajeros. Lo que sucede es que el conductor, instintivamente, no sigue la traza

que corresponde a su lnea circular sino que desva de su carril invadiendo la vecina y marchando de

contramano. El problema puede resolverse pasando de la alineacin recta a la curva circular, por

intermedio de una transicin, que con un radio de curvatura infinito en el punto de tangencia con la recta,

vaya disminuyendo progresivamente hasta el radio finito de la curva circular.

Esta discontinuidad de curvatura en el punto de unin de

los alineamientos rectos con las curvas circulares no

puede aceptarse en un trazado racional, pues adems de

ser incomoda para el conductor puede ser causa de

accidentes debidos a la fuerza centrifuga.

Por otra parte, para alcanzar en la curva circular el

peralte (inclinacin transversal de la va en las curvas)

requerido a todo lo largo de ella, debe pasarse del

bombeo (inclinacin transversal hacia ambos lados del eje de la va en la recta) del alineamiento recto a

dicho peralte. De estas consideraciones surge la necesidad de emplear un alineamiento de transicin

entre los alineamientos rectos y curvos de una carretera, a travs del cual la curvatura pase

gradualmente desde cero hasta el valor finito de la curva circular, a la vez que la inclinacin transversal de

la calzada pase tambin paulatinamente desde el bombeo al peralte.

En las carreteras modernas, la transicin es un elemento

de tanta importancia como el crculo y la recta. Su uso se

hace obligatorio para evitar pticas de los bordes de la

va, a la vez de la necesidad de adaptar el trazado a la

configuracin del terreno al comportamiento usual que la

mayora de los conductores induce a su empleo. Diversos

procedimientos se han utilizado para efectuar la

transicin de la curvatura entre los alineamientos rectos

y circulares. Es as que el enlace de dos alineamientos

rectos se puede realizar mediante el uso del arco de

circulo de radio R precedido y seguido por una curva de

transicin de radio variable, o utilizando las curvas de

transicin sin arco de crculos intermedios.




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Cualquiera que sea el procedimiento que se seleccione para realizar la transicin, esta debe satisfacer los

requerimientos exigidos por la dinmica del movimiento, la maniobrabilidad del vehculo, el confort del

conductor y la geometra del trazado. Numerosas curvas satisfacen los requerimientos de regulacin

citados, a travs de una variacin uniforme de la curvatura deber ser proporcional a algn elemento de

la curva de transicin.

Para encontrar la longitud mnima de transicin, se utilizan varios criterios:

Criterio de comodidad dinmica:

La longitud o parmetro mnimo de la curva de transicin se obtiene, en este caso, suponiendo que el

peralte se distribuye uniformemente a lo largo de la curva de transicin y que la tasa de variacin de la

aceleracin centrfuga no compensada por el peralte con el tiempo transcurrido, se mantiene constante.

La expresin de este criterio es:

e

R

V

J

VLt

12772.2

2

donde: J = 0.45 y es una variacin por unidad de tiempo de la aceleracin transversal

Criterio de apariencia general:

Basado en que las longitudes de la espiral pequeas, no favorecen la apariencia ni proporcionan al

conductor una adecuada percepcin visual de la inflexin este criterio hace recomendable que la longitud

mnima sea equivalente al recorrido que realiza un vehculo circulando a la velocidad directriz durante un

tiempo de 2 seg. y, adems, que dicho recorrido no sea menor que 30m. La ecuacin es:

8.1

VLt

Criterio del guiado ptico:

Cuando las curvas de transicin que enlazan tangentes con radios circulares grandes no tienen suficiente

desarrollo, es probable que no sean percibidas por el conductor. Por dicha causa, es recomendable utilizar

transicin cuyo ngulo de inflexin total sea superior a 311, lo que equivale a que sus parmetros

mnimos surjan de:

mximaRL

mnimaR

L

t

t

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Criterio de mxima pendiente relativa al borde:

Como el peralte se implementa a lo largo del desarrollo de la curva de transicin, est deber tener la

longitud suficiente para que no supere la pendiente mxima relativa admisible entre el borde de la

calzada y el eje longitudinal de rotacin. La longitud de la transicin se obtiene con la siguiente frmula:

eamLt




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A continuacin se presenta la planilla con los elementos calculados de cada curva diseada en el

proyecto.

CURVA Nro 1 ================================================================================

I = 50.5345 IZQUIERDA DATOS CURVA DE TRANSICION

________________________________________________________________________________ CIRCULAR ESPIRAL ENTRADA ESPIRAL SALIDA

Ic = 31.4750 Is = 9.3257 Is = 9.3257 Da = 1.5435 L = 100.000 L = 100.000 Dc = 1.5436 X = 99.723 X = 99.723

T = 85.450 Y = 5.545 Y = 5.545 R = 300.000 P = 1.388 P = 1.388 L = 166.490 K = 49.954 K = 49.954

C = 164.362 LT = 66.764 LT = 66.764 E = 11.932 ST = 33.422 ST = 33.422

M = 11.476 Ts = 193.372 Ts = 193.372

ESTACIONES Y COORDENADAS ESTACION NORTE ESTE

TS 1+436.395 8089349.954 572666.072 SC 1+536.395 8089294.107 572583.268 PI 1+629.767 8089250.894 572500.000 CS 1+702.885 8089157.423 572491.987 ST 1+802.885 8089059.541 572472.125 RP N/A 8089065.527 572777.565

DATOS PERALTE

-------------------------------------------------------------------------------- MSE = 6.0000

TYPE: 1 - Center HIGH SIDE ROLLOVER: 8.0000

DISTANCIA TRANSICION PERALTE: 70.000 ENTRADA SALIDA

TR = 0.000 TR = 0.000 X = 0.000 X = 0.000 Y = 0.000 Y = 0.000

SR = 0.000 SR = 0.000

ESTACION NORTE ESTE BS 1+436.395 8089349.954 572666.072 PX 1+436.395 8089349.954 572666.072 PY 1+436.395 8089349.954 572666.072

BMS 1+436.395 8089349.954 572666.072




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CURVA Nro 2

================================================================================ I = 30.4204 RIGHT

DATOS CURVA DE TRANSICION ________________________________________________________________________________

CIRCULAR ESPIRAL ENTRADA ESPIRAL SALIDA Ic = 11.3609 Is = 9.3257 Is = 9.3257

Da = 1.5435 L = 100.000 L = 100.000 Dc = 1.5436 X = 99.723 X = 99.723

T = 30.480 Y = 5.545 Y = 5.545 R = 300.000 P = 1.388 P = 1.388 L = 60.751 K = 49.954 K = 49.954 C = 60.647 LT = 66.764 LT = 66.764 E = 1.544 ST = 33.422 ST = 33.422

M = 1.536 Ts = 132.690 Ts = 132.690


TS 2+520.007 8088349.909 572368.749 SC 2+620.007 8088252.027 572348.888 PI 2+652.697 8088218.605 572349.622 CS 2+680.758 8088196.469 572324.570 ST 2+780.758 8088115.470 572266.136

RP N/A 8088343.923 572063.309

DATOS PERALTE --------------------------------------------------------------------------------

MSE = 6.0000 TYPE: 1 - Center

HIGH SIDE ROLLOVER: 8.0000 DISTANCIA TRANSICION PERALTE: 70.000

ENTRADA SALIDA TR = 0.000 TR = 0.000 X = 0.000 X = 0.000 Y = 0.000 Y = 0.000

SR = 0.000 SR = 0.000


BMS 2+520.007 8088349.909 572368.749




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CURVA Nro 3

================================================================================ I = 45.4944 IZQUIERDA

DATOS CURVA DE TRANSICION ________________________________________________________________________________

CIRCULAR ESPIRAL ENTRADA ESPIRAL SALIDA Ic = 22.5438 Is = 11.2733 Is = 11.2733 Da = 2.1731 L = 100.000 L = 100.000 Dc = 2.1731 X = 99.601 X = 99.601


M = 4.980 Ts = 156.315 Ts = 156.315


TS 2+997.985 8087946.627 572129.462 SC 3+097.985 8087865.029 572071.963 PI 3+154.300 8087825.129 572031.113 CS 3+197.951 8087769.610 572044.467 ST 3+297.951 8087669.927 572049.728

RP N/A 8087749.475 572293.655

DATOS PERALTE --------------------------------------------------------------------------------



ENTRADA SALIDA

TR = 0.000 TR = 0.000 X = 0.000 X = 0.000 Y = 0.000 Y = 0.000

SR = 0.000 SR = 0.000


BMS 2+997.985 8087946.627 572129.462




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CURVA Nro 4 ================================================================================

I = 41.0251 RIGHT DATOS CURVA DE TRANSICION


Ic = 12.2359 Is = 14.1926 Is = 14.1926 Da = 2.5153 L = 100.000 L = 100.000 Dc = 2.5154 X = 99.377 X = 99.377


M = 1.170 Ts = 125.546 Ts = 125.546


TS 3+374.144 8087594.276 572058.801 SC 3+474.144 8087494.619 572062.398 PI 3+499.689 8087469.624 572073.752 CS 3+517.427 8087452.646 572052.179 ST 3+617.427 8087365.797 572003.170

RP N/A 8087520.670 571864.102

DATOS PERALTE --------------------------------------------------------------------------------



ENTRADA SALIDA

TR = 0.000 TR = 0.000 X = 0.000 X = 0.000 Y = 0.000 Y = 0.000

SR = 0.000 SR = 0.000


BMS 3+374.144 8087594.276 572058.801




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CURVA Nro 5 ================================================================================

I = 25.2959 LEFT DATOS CURVA CIRCULAR


Ic = 25.2959 Is = 0.0000 Is = 0.0000 Da = 1.0845 L = 0.000 L = 0.000 Dc = 1.0845 X = 0.000 X = 0.000 T = 113.137 Y = 0.000 Y = 0.000 R = 500.000 P = 0.000 P = 0.000 L = 222.526 K = 0.000 K = 0.000 C = 220.694 LT = 0.000 LT = 0.000 E = 12.640 ST = 0.000 ST = 0.000 M = 12.328 Ts = 0.000 Ts = 0.000

ESTACIONES Y COORDENADAS

ESTACION NORTE ESTE PC 3+744.118 8087261.024 571931.944 PI 3+857.255 8087167.459 571868.338 PT 3+966.644 8087055.627 571851.209

RP N/A 8086979.923 572345.444

DATOS PERALTE --------------------------------------------------------------------------------



ENTRADA SALIDA

TR = 0.000 TR = 0.000 X = 0.000 X = 0.000 Y = 0.000 Y = 0.000

SR = 0.000 SR = 0.000


BMS 3+744.118 8087261.024 571931.944 EMS 3+966.644 8087055.627 571851.209 PY 3+966.644 8087055.627 571851.209




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CURVA Nro 6 ================================================================================

I = 16.4411 RIGHT DATOS CURVA CIRCULAR

________________________________________________________________________________

CIRCULAR ESPIRAL ENTRADA ESPIRAL SALIDA Ic = 16.4411 Is = 0.0000 Is = 0.0000 Da = 1.0845 L = 0.000 L = 0.000 Dc = 1.0845 X = 0.000 X = 0.000 T = 73.550 Y = 0.000 Y = 0.000 R = 500.000 P = 0.000 P = 0.000 L = 146.053 K = 0.000 K = 0.000 C = 145.534 LT = 0.000 LT = 0.000 E = 5.381 ST = 0.000 ST = 0.000 M = 5.323 Ts = 0.000 Ts = 0.000



RP N/A 8086902.358 571321.900

DATOS PERALTE --------------------------------------------------------------------------------




SR = 0.000 SR = 0.000

S ESTACION NORTE ESTE BS 4+198.287 8086826.654 571816.136 PX 4+198.287 8086826.654 571816.136 PY 4+198.287 8086826.654 571816.136

BMS 4+198.287 8086826.654 571816.136 EMS 4+344.340 8086687.536 571773.400 PY 4+344.340 8086687.536 571773.400




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CURVA Nro 7 ================================================================================

I = 25.4844 LEFT DATOS CURVA CIRCULAR

________________________________________________________________________________

CIRCULAR ESPIRAL ENTRADA ESPIRAL SALIDA Ic = 25.4844 Is = 0.0000 Is = 0.0000 Da = 1.0845 L = 0.000 L = 0.000 Dc = 1.0845 X = 0.000 X = 0.000 T = 114.571 Y = 0.000 Y = 0.000 R = 500.000 P = 0.000 P = 0.000 L = 225.254 K = 0.000 K = 0.000 C = 223.354 LT = 0.000 LT = 0.000 E = 12.959 ST = 0.000 ST = 0.000 M = 12.631 Ts = 0.000 Ts = 0.000



RP N/A 8086421.905 572200.724

DATOS PERALTE --------------------------------------------------------------------------------


HIGH SIDE ROLLOVER: 8.0000 ISTANCIA TRANSICION PERALTE: 70.000


SR = 0.000 SR = 0.000

STATIO ESTACION NORTE ESTE BS 4+400.607 8086636.727 571749.225 PX 4+400.607 8086636.727 571749.225 PY 4+400.607 8086636.727 571749.225

BMS 4+400.607 8086636.727 571749.225 EMS 4+625.861 8086418.701 571700.734 PY 4+625.861 8086418.701 571700.734




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4.1.4. Alineamiento Vertical

Luego de haber realizado el alineamiento horizontal, se obtiene el respectivo perfil longitudinal del

terreno para posterior al mismo, realizar el respectivo diseo de las curvas verticales.

CURVAS VERTICALES

El proyecto deber considerar los parmetros de diseo para el alineamiento vertical de modo tal que

proporcione al usuario, seguridad eficiencia y comodidad. Las normas de servicios tcnicos de la

Secretara de Comunicaciones y Transportes, en seccin de proyecto geomtrico de carreteras, indica las

siguientes normas de clculo para las curvas verticales:

Tangentes: Las tangentes verticales estarn definidas por su pendiente y su longitud.

a) Pendiente gobernadora.- Los valores mximos determinados para la pendiente gobernadora se indican en la siguiente tabla de valores mximos de las pendientes gobernadoras y de las pendientes mximas para los diferentes tipos de carreteras y terreno.

b) Pendiente mxima.- Los valores determinados para pendiente mxima se indican en la siguiente

tabla de valores mximos de las pendientes gobernadoras y de las pendientes mximas para los diferentes tipos de carreteras y terreno.

c) Pendiente mnima.- La pendiente mnima en zonas de seccin en corte y/o bacn no deber ser

menor del cero punto cinco por ciento (0.5%) y en zonas con seccin de terrapln la pendiente podr ser nula.

d) Longitud critica.- Los valores de la longitud crtica de las tangentes verticales con pendientes con

pendientes mayores que la gobernadora, se obtendrn de la grafica de longitud critica de tangentes verticales con pendiente mayor que la gobernadora.

Los elementos de una curva vertical son:

PIV: Punto de interseccin de las tangentes verticales.

PCV: Punto en donde comienza la curva vertical

PTV: Punto en donde termina la curva vertical

PSV: Punto cualquiera sobre la curva vertical

p1: Pendiente de la tangente de entrada, en m/m

p2: Pendiente de la tangente de salida, en m/m

A: Diferencia algebraica de pendientes

L: Longitud de la curva vertical, en metros

K: Variacin de longitud por unidad de pendiente (parmetro)

x: Distancia del PCV a un PSV, em metros

p: Pendiente en un PSV, en m/m

p: Pendiente de una cuerda, en m/m

E: Externa, en metros




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F: Flecha, en metros

T: Desviacin de un PSV a la tangente de entrada, en metros

Zo: Elevacin del PCV, en metros

Zx: Elevacin de un PSV, en metros CURVA SIMETRICA

Las curvas verticales estn dadas por parbolas. Cabe destacar que la parbola es la curva en la cual la razn de variacin de su pendiente es una constante, y segunda: en proyeccin horizontal, el punto de interseccin de las tangentes est a media distancia entre las proyecciones de los puntos de tangencia), las siguientes propiedades son de importancia al calcular los elementos de la parbola.

1. En una parbola de eje vertical, los elementos verticales entre la tangente y la curva son proporcionales a

los cuadrados de las proyecciones horizontales de los elementos de tangente comprendidos entre el punto de tangencia y el elemento vertical.

2. En una parbola de eje vertical, el coeficiente angular pendiente) de la recta que un e dos puntos de la

curva es el promedio de los coeficientes angulares de las tangentes en esos puntos. CURVA ASIMETRICA

Al introducir una curva vertical entre dos alineamientos rectos del perfil longitudinal, hay casos en los que la distancia del PI CV a uno de los extremos est limitada, no estndolo respecto al otro extremo. En estos casos, una curva vertical asimtrica se adapta mejor al trazado que una curva simtrica. Una curva vertical asimtrica se adapta mejor al trazado que una curva simtrica. Una curva vertical asimtrica es aquella en la que las proyecciones de sus tangentes son de distintas longitud. Consiste la curva asimtrica en dos o ms arcos de parbola que tienen una tangente comn, VV, donde las curvas se encuentran.

CURVAS CONVEXAS

Son determinadas por la consideracin de las distancias de visibilidad. En esta clase de curvas se considera el problema de visibilidad. La longitud de las curvas verticales se determina por la consideracin de la distancia de visibilidad correspondiente a la velocidad directriz elegida.

CURVAS CONCAVAS

Son determinadas por la consideracin de las distancias de visibilidad. En esta clase de curvas se considera el de la visibilidad nocturna, es decir, aquella que se obtiene mediante el cono de luz que proyectan los faros de los vehculos.




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VISIBILIDAD EN CARRETERAS

En el proyecto de carreteras, ferrocarriles, vas urbanas, etc. Despus del trazado en planta, segn normas pre /establecidas, viene a continuacin el trazo en perfil longitudinal con la determinacin de las tangentes con pendientes admisibles. A continuacin se tienen que proyectar las denominadas curvas verticales, que enlazan las rasantes definidas, y que tienen la funcin de suavizar el movimiento vertical de los vehculos, contribuyentes a la seguridad y comodidad. Estas curvas pueden ser cncavas o convexas de longitud variable, determinada por la consideracin de las distancias visibilidad. El problema de la visibilidad se considera generalmente en el caso de las curvas convexas, pues en las cncavas solo existe el de la visibilidad nocturna, es decir, aquella que se obtiene mediante el cono de luz que proyectan los faros de los vehculos.

Estas curvas pueden ser cncavas o convexas de longitud variable, determinada por la consideracin de las distancias visibilidad. El problema de la visibilidad se considera generalmente en el caso de las curvas convexas, pues en las cncavas solo existe el de la visibilidad nocturna, es decir, aquella que se obtiene mediante el cono de luz que proyectan los faros de los vehculos. Todas las distancias en las curvas verticales se miden horizontalmente, y todas las ordenadas desde las tangentes a las curvas se miden verticalmente. En con secuencia, la longitud de una curva vertical es su proyeccin horizontal. De acuerdo con la prctica corriente, y con el fin de simplificar el clculo de las ordenadas de la curva vertical, se han escogido arcos de parbola para el enlace de las pendientes. La distancia de visibilidad de frenado, es aquella, distancia mnima que se requiere para detener un vehculo a la vista de un obstculo en la calzada. Esta distancia se estudia teniendo en cuenta el espacio seguro para frenar, que abarca el recorrido del vehculo durante los llamados Tiempo de percepcin y tiempo de reaccin y adems, la distancia recorrida despus de aplicar los frenos. A continuacin, se presentan los respectivos clculos de las curvas verticales del presente proyecto junto a sus elementos.




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ALINEAMIENTO VERTICAL ================================================================================

ESTACIN VERTICAL ELEVACION PENDIENTE DISTANCIA ________________________________________________________________________________

BOP 0.000 4244.000 -3.89 346.899 1 346.899 4230.500 -4.34 564.854 2 911.753 4206.000 -4.20 273.638 3 1185.391 4194.500 -2.29 984.353 4 2169.744 4172.000 3.54 465.536 5 2635.280 4188.500 -5.50 655.022 6 3290.301 4152.500 -7.53 803.244 7 4093.546 4092.000 -6.59 735.876

EOP 4829.421 4043.500

CURVA Nro 1 ================================================================================

CONCAVA SIMETRICA _________________________________________________________________________________

DATOS CURVA VERTICAL

L in = 100.000 L out = 100.000 K in = 448.655 K out = 448.655

E = -0.111

ESTACION Y ELEVACIONES ESTACION ELEVACION CURVA ELEVACION TANGENTE

VPC 246.899 4234.392 VPI 346.899 4230.389 4230.500

VPT 446.899 4226.163

HIGH POINT 246.899 4234.392 PASS-THROUGH POINT 346.899 4230.500

SIGHT DISTANCE STOPPING = 553.422 PASSING = 1160.803

CURVA Nro 2




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_________________________________________________________________________________

DATOS CURVA VERTICAL L = 100.000 K = 742.034 E = 0.017

ESTACION Y ELEVACIONES

ESTACION ELEVACION CURVA ELEVACION TANGENTE

VPC 861.753 4208.169 VPI 911.753 4206.017 4206.000

VPT 961.753 4203.899

LOW POINT 961.753 4203.899 PASS-THROUGH POINT 911.753 4206.017

SIGHT DISTANCE HEADLIGHT = 2624.379

CURVA Nro 3 _________________________________________________________________________________


L in = 100.000 L out = 100.000 K in = 104.337 K out = 104.337

E = 0.479

ESTACIONES Y ELEVACIONES

ESTACION ELEVACION CURVA ELEVACION TANGENTE VPC 1085.391 4198.703

VPI 1185.391 4194.979 4194.500 VPT 1285.391 4192.214

LOW POINT 1285.391 4192.214

PASS-THROUGH POINT 1185.391 4194.500 SIGHT DISTANCE

HEADLIGHT = 1468.726

CURVA Nro 4




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_________________________________________________________________________________


L = 280.000 K = 48.027 E = 2.041



VPC 2029.744 4175.200 VPI 2169.744 4174.041 4172.000

VPT 2309.744 4176.962


SIGHT DISTANCE HEADLIGHT = 196.928

CURVA Nro 5 _________________________________________________________________________________


L = 100.000 K = 11.062 E = -1.130



VPC 2585.280 4186.728 VPI 2635.280 4187.370 4188.500

VPT 2685.280 4185.752


SIGHT DISTANCE STOPPING = 66.870

CURVA Nro 6




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_________________________________________________________________________________


L = 120.000 K = 58.940 E = -0.305


ESTACION EELEVACION CURVA ELEVELEVACION TANGENTE

VPC 3230.301 4155.798 VPI 3290.301 4152.195 4152.500

VPT 3350.301 4147.981


SIGHT DISTANCE STOPPING = 159.278 PASSING = 292.265

CURVA Nro 7 _________________________________________________________________________________


L = 100.000 K = 106.251 E = 0.118


ESTACION ELEVACIONES CURVA ELEVACIONES TANGENTE

VPC 4043.546 4095.766 VPI 4093.546 4092.118 4092.000

VPT 4143.546 4088.705


4.2. DISEO DE LA SECCIN TRANSVERSAL




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Para el respectivo diseo de la seccin transversal es necesario previamente realizar el diseo de los diferentes componentes de las mismas, como las cunetas o realizar el diseo del paquete estructural, clculos que se detallan mas adelante, sin embargo, se proporcion una seccin tipo la cual se uso como base para algunos parmetros de diseo de la seccin, como taludes de corte o relleno entre otros.

4.3. DISEO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

Previo clculo de los grosores de las capas, se calcula el respectivo nmero de ejes equivalentes, en base a los cuatro ltimos dgitos de los nmeros de carnet de los componentes del grupo.

Peredo Ramrez Daniela: 3474045 Porcel Arias Alberto: 4920126

C.I.= 3474045 4045

C.I.= 4920126 126

TPDA(20 aos) 4171

TIPO DE VEHICULO

DETALLE POCENTAJES TPDA

ACUM(20 aos)

EJE EQUIVALENTE

(EE)

EJE EQUIVALENTE POR TIPO DE

VEHICULO

EJE EQUIVALENTE

ACUM AO

1 VEHICULO LIVIANO 11,5 479,665 0,0002 0,095933 35,015545

2 CAMIONETA 8,7 362,877 0,0002 0,0725754 26,490021

3 MINIBUS 2,2 91,762 0,0644 5,9094728 2156,957572

4 MICRO BUS 2 EJES 0 0 0,1428 0 0

5 BUS MEDIANO 2 EJES 13,5 563,085 1,8500 1041,70725 380223,1463

6 BUS GRANDE 2 + EJES 1,6 66,736 2,4860 165,905696 60555,57904

7 CM2 CAMION MED 8 333,68 0,3836 127,999648 46719,87152

8 C2 CAMION GRANDE 8,3 346,193 2,7500 952,03075 347491,2238

9 C3 CAMION GRANDE 3 EJES 46,2 1927,002 2,0000 3854,004 1406711,46

10 T-S SEMI REMOLQUE 0 0 3,0650 0 0

11 CR CON REMOLQUE 0 0 3,5000 0 0

12 OTROS 0,3570 0 0

TOTAL 100 4034 TOTAL 2243919,744

Clculo de los Grosores de cada Capa




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DATOS

W18= 1121959,872

CBR (Subrasante)= 12,5

Serviciabilidad Inicial= 4,2

Serviciabilidad Final= 2,2

Factor de confiabilidad R= 95

Zr= -1,645

So= 0,45

Para 7< CBR < = 20 Mr= 3000 * CBR^0.65 (psi)

Mr= 15492,18816

SN CALCULADO = 2,8

Coeficientes estructurales para cada capa:

Carpeta asfltica Mpa = 400.000 psi a1= 0,43 m1= 1

Capa base compactada CBR = 80%, a2= 0,135 m2= 0,8

Capa sub base CBR = 40%) a3= 0,12 m3= 0,8

Obtenemos:

D1= 4

D2= 5

D3= 6

Para verificacin:

SN=a1*D1+a2*D2*m2+a3*D3*m3

SN= 2,836

Por lo tanto: 2,8 < 2,836 (Cumple)

4.4. DISEO DE LAS OBRAS DE DRENAJE




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Las obras de drenaje son elementos estructurales que eliminan la inaccesibilidad de un camino, provocada por el agua o la humedad.

Los objetivos primordiales de las obras de drenaje son:

Dar salida al agua que se llegue a acumular en el camino.

Reducir o eliminar la cantidad de agua que se dirija hacia el camino.

Evitar que el agua provoque daos estructurales. De la construccin de las obras de drenaje, depender en gran parte la vida til, facilidad de acceso y la vida til del camino.

PRINCIPIOS DE HIDROLOGIA APLICADOS AL ESTUDIO DE DRENAJE DE CARRETERAS.

La hidrologa es la ciencia que trata de la precipitacin y el escurrimiento del agua encima y debajo de la superficie de la tierra, y el lector es referido a cualquiera de los textos que se citan en las referencias de este capitulo para ampliar los conceptos que aqu se exponen. La secuencia de los acontecimientos que representan los varios movimientos del agua recibe el nombre de ciclo hidrolgico, Estos acontecimientos son: precipitacin; infiltracin, evaporacin, transpiracin, intercepcin, escurrimiento superficial escurrimiento subterrneo y almacenaje.

Precipitacin Pluvial La precipitacin es la cada de agua en forma liquida o slida sobre la superficie de la tierra .La precipitacin se origina cuando el vapor de agua de la atmsfera se enfra y condensa para formar gotas que se agrupan en forma de nubes .Un mayor enfriamiento ocasiona la unin de estas gotas para formar las gotas de lluvia .

Relaciones de intensidad frecuencia duracin

Los registros de lluvias tomadas en estaciones medidoras aisladas se designan lluvias puntuales, y constituyen los datos bsicos fundamentales para todos los estudios de precipitacin. Para el anlisis de las precipitaciones, la profundidad o altura de las lluvias para periodos especficos es entresacada del registro total. De esta manera, se establece un grupo de lecturas del registro en el que se anotan todas las ocurrencias de cantidades de lluvia para un periodo especifico, por ejemplo de una hora; estos se arreglan en orden de magnitud y se someten a un anlisis estadstico del cual la frecuencia promedio de ocurrencia de cualquier cantidad particular de lluvia, dentro del periodo asignado de una hora, puede determinarse. Para un determinado lugar, estos estudios de frecuencia de la precipitacin pueden resumirse para cada lapso de duracin especfica. Como quiera que las lluvias puntuales son estrictamente representativas de la ocurrencia de precipitacin en el lugar de la estacin medidora, y las profundidades o alturas de lluvia para diferentes frecuencias y duraciones son valores puntuales, estas solo pueden ser aplicadas a reas que no exceden de 20 Km2 en superficie, a menos que se tenga conocimiento de la variacin de la lluvia puntual en funcin de la superficie para una cuenta determinada.

CUNETAS




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Las cunetas son zanjas que se hacen en uno o ambos lados del camino, con el propsito de conducir las aguas provenientes de la corona y lugares adyacentes hacia un lugar determinado, donde no provoque daos, su diseo se basa en los principios de los canales abiertos.

Para un flujo uniforme se utiliza la formula de Manning, como se muestra a continuacin.

Donde: V = velocidad media en metros por segundo n = coeficiente de rugosidad de Manning R = radio hidrulico en metros (rea de la seccin entre el permetro mojado) S = pendiente del canal en metros por metro.

Valores de N para la formula de Manning

Determinacin del rea hidrulica:

Donde:

Q = gasto en m3/seg. A = rea de la seccin transversal del flujo en m2

Para el presente proyecto y de acuerdo a los clculos realizados los cuales se detallan mas adelante, la cuenta a emplear es una de seccin triangular.




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DATOS

Pte= 7 %

L= 2000 [m]

Coeficiente C:

Camino pavimentado= 0,85

Corte o relleno (s. desnudo)= 0,45

Suelo pesado con cultivos= 0,35

Coeficiente ponderado:

C (ponderado)= 0,48

rea del proyecto:

Datos de Nomogramas:

Altura= 140

tc= 20 [min]

intensidad= 4 [mmm-hr]

periodo de retorno de cuneta de 5 aos

Por ltimo, empleando la frmula racional se tiene:

Q= 0,0279 (m3/s)

area de emplazamiento = zona boscosa

Area camino= 9000 (m2)

Area corte= 23600 (m2)

Area terreno= 20000 (m2)

Area Total= 52600 (m2)

Area Total= 5,26 (Ha)




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Clculo de la Cuneta:

Vmax= 1,2 [m/s] greda fina(tabla 10,15)

n= 0,022 limpio sin vegetacin (tabla 10,16)

S= 7 %

z= 0

R= 0,03151972 [m]

A= 0,023268877 [m2]

P= 0,738232323 [m]

B= 0,4 [m] adoptamos para la base mxima

z1= 2

z2= 1

Y triangular= 0,1476

Ymax 0,1846

Por ltimo, las dimensiones de la cuneta seleccionada sern:

Base B= 0,40 [m]

Altura Y= 0,18 [m]

DRENAJE TRANSVERSAL (ALCANTARILLAS)

Su finalidad es permitir el paso transversal del agua sobre un camino, sin obstaculizar el paso. En este tipo de drenajes, algunas veces ser necesario construir grandes obras u obras pequeas denominadas obras de drenaje mayor y obras de drenaje menor, respectivamente. Las alcantarillas (obras de drenaje menor) son estructuras transversales al camino que permiten el cruce del agua y estn protegidas por una capa de material en la parte superior, pueden ser de forma rectangular, cuadrada, de arco o tubular, se construyen de concreto, lamina, piedra o madera. Para canalizar el agua se complementan con muros o aleros en la entrada y salida, podemos decir que actualmente en los caminos rurales, las mas usuales son las alcantarillas laminares.

DATOS




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segn nomograma Tc= 15 min

i= 45

Q= 6,526243094 [m3/s]

prog= 3+169,19

L= 13,80000 [m]

Pendiente= 0,1 %

Q= 6,526243094

seccion= Cuadrada

ancho= 3 [m]

n= 0,03

Cota inicial= 3293

Cota final= 2875

Altura= 418

A= 150 [Ha]

tc= 1,5 hr 30 MIN

periodo de retorno= 25 [aos] norma ABC

i= 45 [mm/hr]

suelo pesado con cultivos= 0,35




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Ace

ro c

on

ari

sta

viva

1,5

6,53

1,85

2,77

51,

8N

O

Ace

ro c

on

ari

sta

viva

26,

530,

921,

842,

3SI

0,35

0,43

1,24

1,62

0,59

Entr

ada

2,07

7429

1,5

no

Ace

ro c

on

ari

sta

viva

2,5

6,53

0,72

1,8

2,8

SI0,

145

0,43

1,15

1,82

50,

59En

trad

a1,

3295

545

1,5

si

Ve

rifi

caci

on

Tw [

m]

hc

[m]

(hc+

D)/

2=

h [

m]

Ve

l Max

[m/s

]h

o [

m]

He

[m

]

Ve

loci

dad

de

sal

ida

He

max

[m]

He




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La Tubera

Los tubos sern de cualquier material que, a juicio del Ingeniero Autor del Proyecto, rena las propiedades necesarias. Los tubos de cermica u hormign podrn proyectarse con juntas abiertas o perforaciones que permitan la entrada de agua en su interior. Los de plstico, de material ondulado, o de fibras bituminosas debern ir provistos de ranuras u orificios para el mismo fin que el sealado anteriormente. Los de hormign poroso permitirn la entrada del agua a travs de sus paredes. Para el presente proyecto se pretende emplear tuberas de acero con arista viva por tratarse de las que mejor se adecuan a los requerimientos de la obra.

4.5. MOVIMIENTO DE TIERRAS Y DIAGRAMA DE MASAS La respectiva planilla de movimiento de tierras se encuentra adjunta al proyecto en el plano del mismo junto al diagrama de masas.

5. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES

En un principio, el plano proporcionado para la realizacin del proyecto, consista en solo una delgada franja de terreno, por lo que no se pudo analizar diferentes rutas opcionales para la localizacin de la carretera a realizar y solo se traz una ruta lo mas adecuada posible a la franja de terreno proporcionada, procurando cumplir con los respectivos parmetros como la pendiente mxima.

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