Date post: | 13-Apr-2017 |
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Introducción al diseño geométrico de carreteras
01Caminos I
El diseño geométrico de
carreteras, se ocupa de las
dimensiones y la disposición
de las características visibles
de la carretera.
Introducción al diseño geométrico de carreteras
Components of Highway Design
Plan View
Profile View
Horizontal Alignment
Vertical Alignment
Alineamiento Horizontal
Tangents
Curves
Tangentes & Curvas
Tangente
Curva
Tangente con Curva
Tangente con Espiral yCurva
Introducción al diseño geométrico de carreteras
Introducción al diseño geométrico de carreteras
Introducción al diseño geométrico de carreteras
Introducción al diseño geométrico de carreteras
calzada
Derecho de Vía
Berma Berma
Cuneta
Talud
La seccion transversal
ABRA
Construcción de carreteras
Introducción al diseño geométrico de carreteras
Movimiento de Tierras
Explotación de Canteras
ANTES AHORA
Construcción de Túneles
510 mLongitud de Proyecto
EMPALME
ORIGINAL
TRAZO DE TUNEL
EN EL PROYECTO
ZONA DE FALLAEN EL INGRESO
ZONA INESTABLEEN LA SALIDA
Construcción de Túneles
Construcción de Túneles
Construcción de Túneles
Obras de Drenaje
Muros de contención
Puentes
Producción de Agregados y Mezclas
Obras de Pavimentación
Delimitados porZona geológica
Consideraciones básicas para el planeamiento
Enero 2012 aDiciembre 2013
de Enero a Marzo
Y condiciónTopográfica03 frentes en
paralelo
Proyecto
Del Cliente
Áreas para la obra
Liberación ParcialDe Terrenos
Número de Frentes
3 meses
Periodo de Lluvias
Entre los 2500 y 4600 msnm
Altura y Clima
Entre -5 y 25 °C24 meses
Periodo de Ejecución
Secciones Transversales
• CorteRIESGOSO.• BLOQUEO de la carretera en la etapa de construcción.
PROYECTO
EJE SEGÚNPROYECTO
TERRENO NATURAL
Eje
EJE SEGÚN PROYECTO
TRABAJO DEALTO RIESGO
Evaluación técnica de alternativas
EJE SEGÚN PROYECTO
EJE SEGÚNPROYECTOEj
e
EJE EN ESTUDIO
• ADECUACIÓN del Eje para aprovechar al máximo la plataforma existente.• Construcción deMURO DE CONTENCIÓN para completar ancho de laplanta.• Trabajos deMENOR RIESGO.• NO se interrumpe el acceso.
EJE ENESTUDIO
Evaluación técnica de alternativas
TOTAL SEGÚN CONTRATO TENDENCIA DEL DEDUCTIVO
Metros Porcentaje Metros Porcentaje
3,500 m 100% 1,300 m 37%
PLATAFORMASEGÚN PROYECTO
EJE
MURO DECONCRETO
PLATAFORMA EXISTENTE
ENSANCHE DE PLATAFORMA CON SOLUCIÓN DE MURO DE CONTENCIÓN DE ACUERDO AL PROYECTO
Eje
TRABAJO DEALTO RIESGO
Evaluación técnica de alternativas
PROPUESTA DE DESPLAZAMIENTO ADECUANDO AL EJE CON UN MAYOR CORTE
ENSANCHE DE PLATAFORMA CON SOLUCIÓN DE MURO DE CONTENCIÓN DE ACUERDO AL PROYECTO
TOTAL SEGÚN CONTRATO TENDENCIA DEL DEDUCTIVO
Metros Porcentaje Metros Porcentaje
3,500 m 100% 1,300 m 37%
PLATAFORMASEGÚN PROYECTO
EJE
MURO DECONCRETO
TRABAJO DEALTO RIESGO
NUEVO EJE
PLATAFORMA
EN ESTUDIO
Eje
Evaluación técnica de alternativas
Las variantes de trazo son
frecuentes en la construcción
de una carretera, por tanto
es importante conocer su
aplicación e influencia en la
variación del trazo
geométrico, tiempo de
ejecución y costo de obra.
TRAZO DEL
PROYECTO
VARIANTE
EN ESTUDIO
VIVIENDAS
AFECTADAS
Evaluación técnica de alternativas
LOCALIDAD 01
KM
0+
00
0
KM
34
+0
00
Km
. 23
INIC
IO P
AR
QU
E
HU
AS
CA
RÁ
N
Km
. 23
3,8 K
m.
22
Km
. 30
,7
Km
. 3,
1
Km
. 5,
5
Km
. 9,
5S
hilla
Km
. 16
,2
Km
. 18
,9K
m.
19
Km
. 20
,7K
m.
19,8
Km. 243,2
PLANTA INDUSTRIAL
Km
. 17
Km. 17,5
Km
. 7,
5
Car
pa
Km
. 16
Nue
vo P
rogr
eso
Km
. 19
,5
Cha
capa
mpa
Km
. 22
,5
Km
. 24
Km
. 24
,5K
m.
25
Botaderosdel Proyecto
A utilizar
= 9
= 4
Cantera para Rellenos
Centro Poblado Principal
Botadero (DME)
Planta Chancadora
Campamento PlantaAsfalto
Cantera de Agregados
Taller Mecánico
Pontón 14MuroAnclado
Enrocado 3
1
34 Km.
Plan LogísticoK
m.
34
Diagrama Tiempo Camino
Progresivas
0+000
9+000
15+000
23+000
34+000
2012
D 24 24 D
2012
N 23 23 N
O 22 22 O
S 21 21 S
A 20 20 A
J 19 19 J
J 18 18 J
M 17 17 M
A 16 16 A
M 15 15 M
F 14 14 F
E 13 13 E
2011
D 12 12 D
2011
N 11 11 N
O 10 10 O
S 9 9 S
A 8 8 A
J 7 7 J
J 6 6 J
M 5 5 M
A 4 4 A
M 3 3 M
F 2 2 F
E 1 1 E
AÑO
MES
MES
0+000
9+000
15+000
23+000
34+000
MES
MES
AÑO
9 Km. 6 Km. 8 Km. 11 Km.
9 Km. 6 Km. 8 Km. 11 Km.
Obrasde Arte Planta
Chancadora
Movimientode Tierras Planta
AsfaltoPontónTerraplenes
PavimentoAsfáltico Cantera Lluvias
Señalización y Seguridad Vial Muro
AncladoSubBase y Base DME
KM
34
+0
00
KM
60
+0
00
Km
. 34
,1
Km
. 49
,4
Km
. 49
+90
0
Pun
ta O
límpi
ca
Km
. 50
,4
PLANTA INDUSTRIAL
Longitud 510Km.
Km. 65,1
Cantera para Rellenos
Centro Poblado Principal
Botadero (DME)
Planta Chancadora
Campamento PlantaAsfalto
Cantera de Agregados
Taller Mecánico
TúnelPunta Olímpica
26 Km.
PLANTA INDUSTRIAL
Plan Logístico
Plan Logístico
SUMILLA DE LA ASIGNATURA
El diseñogeométrico es laparte másimportante dentrode un proyecto deconstrucción omejoramiento deuna vía.
DISEÑO GEOMÉTRICO DE VÍAS
SUMILLA DE LA ASIGNATURA
�La asignatura brinda al estudiante el conocimiento de los
aspectos básicos del diseño geométrico de obras
viales, haciendo énfasis en las carreteras.
�En el curso se desarrollan los aspectos teóricos y
prácticos relativos al diseño geométrico de curvas
horizontales, curvas verticales, transiciones, peralte,
sobre ancho y cálculo de volúmenes de movimiento de
tierras, entre otros.
�Todos estos contenidos dentro de la normatividad
vigente del Manual de Diseño Geométrico DG 2001.
En esta etapa se determina suconfiguración tridimensional, esdecir, la ubicación y la formageométrica definida para loselementos de la carretera; demanera que ésta sea funcional,segura, cómoda, estética,económica y compatible con elmedio ambiente.
DISEÑO GEOMÉTRICO DE VÍAS
1. Definición y conceptos generales de las vías terrestres en el Perú,
reseña histórica de los caminos. Software de aplicación para
diseño.
2. Normas de Diseño geométrico DG-2001, categorización de la vía y
conteo de tráfico.
3. Criterios y Controles básicos de diseño: El vehículo, la velocidad,
instalaciones complementarias, Normas de pesos y medidas.
4. Trazados de líneas gradiente 1º parte: Reconocimiento de la ruta,
Aspectos físicos del territorio, alternativas de rutas y factores de
evaluación de la ruta.
5. Diseño de Curvas Horizontales, Determinación del radio mínimo,
problema de deslizamiento y de vuelco.
6. Diseño de Curvas Horizontales, elementos de la curva. Curvas
simples y Compuestas.
7. Diseño de Curvas horizontales de transición – Clotoide
8. Calculo de la transición del peralte y elaboración de la planilla se
nivelación
9. Diseño del alineamiento vertical, generalidades, consideraciones
de diseño, tipos de curva, por forma y cálculo.
10. Principios de Visibilidad en vías. Distancia de parada y sobrepaso
11. Diseño de curvas verticales aplicación de distancia de visibilidad
en las curvas verticales, cálculo de curvas verticales cóncavas y
convexas.
12. Diseño espacial de la vía: Coordinación del alineamiento
horizontal y vertical.
13. Sección transversal: Ancho de la vía, bombeo, bermas, calzada
plazoletas, zona de estacionamiento, cunetas. Nivelación
14. Calculo de volumen de Movimiento de tierras; determinación de
áreas de corte y relleno, Calculo volúmenes método prismoide,
elaboración de planilla de metrados, introducción a la
compensación de volúmenes a través del diagrama de masa.
15. Seguridad vial, Señalización:
16. Diseño de intersecciones
ESTUDIO ESTUDIO ESTUDIO ESTUDIO ECONOMICOSECONOMICOSECONOMICOSECONOMICOS
ESTUDIOESTUDIOESTUDIOESTUDIOTRAFIICOTRAFIICOTRAFIICOTRAFIICO
TOPOGRAFIATOPOGRAFIATOPOGRAFIATOPOGRAFIA
CLASIFICACIONCLASIFICACIONCLASIFICACIONCLASIFICACIONTRAZO DE LA LINEA TRAZO DE LA LINEA TRAZO DE LA LINEA TRAZO DE LA LINEA
GRADIENTEGRADIENTEGRADIENTEGRADIENTE
CONSIDERACIONES CONSIDERACIONES CONSIDERACIONES CONSIDERACIONES DE DISEÑODE DISEÑODE DISEÑODE DISEÑOVELOCIDADVELOCIDADVELOCIDADVELOCIDAD
DISTANCIAS DISTANCIAS DISTANCIAS DISTANCIAS RADIOSRADIOSRADIOSRADIOS
SOBREANCHOSSOBREANCHOSSOBREANCHOSSOBREANCHOS
PERALTEPERALTEPERALTEPERALTE
TRAZADO EN TRAZADO EN TRAZADO EN TRAZADO EN PLANTAPLANTAPLANTAPLANTA
PERFIL PERFIL PERFIL PERFIL LONGITUDINALLONGITUDINALLONGITUDINALLONGITUDINAL
SECCION TIPICASECCION TIPICASECCION TIPICASECCION TIPICA
CALCULO DE CALCULO DE CALCULO DE CALCULO DE VOLUMEN DE VOLUMEN DE VOLUMEN DE VOLUMEN DE
MOVIMIENTO DE MOVIMIENTO DE MOVIMIENTO DE MOVIMIENTO DE TIERRASTIERRASTIERRASTIERRAS
COMPENSACION DE COMPENSACION DE COMPENSACION DE COMPENSACION DE VOLUMENES VOLUMENES VOLUMENES VOLUMENES CURVA MASACURVA MASACURVA MASACURVA MASA
RED DE APRENDIZAJERED DE APRENDIZAJERED DE APRENDIZAJERED DE APRENDIZAJE
Para diseñar geométricamente una vía resulta más sencillo abstraerse desu carácter tridimensional y asumir parejas bidimensionales que facilitenlos cálculos y el entendimiento.
Introducción al diseño geométrico de carreteras
Entonces se tienen: el diseñodiseñodiseñodiseño enenenen plantaplantaplantaplanta, en el que la vía es vista “desdearriba” proyectando el eje de la misma sobre un plano horizontal,suprimiendo su dimensión vertical.
Introducción al diseño geométrico de carreteras
El diseño vertical, o perfil longitudinal, tomando una de las dimensioneshorizontales (longitud, por supuesto) y combinándola con la vertical(cota); y el diseño transversal, considerando el ancho de la vía y ladimensión vertical.
1500
1490
1480
1470
1460
1450
1440
0+
00
0
0+
20
0
0+
40
0
0+
60
0
0+
80
0
1+
00
0
1+
20
0
1+
40
0
1+
60
0
Introducción al diseño geométrico de carreteras
1. Designación de un sector de la carta nacional.
2. Trazo de la línea gradiente (Mejor alternativa).
3. Diseño del alineamiento horizontal.
4. Calculo de la planilla de nivelación.
5. Diseño del alineamiento vertical.
6. Diseño de las secciones transversales.
7. Determinación de volúmenes movimiento de tierras.
8. Presentación de planos y planillas.
9. Grafica de curva masa.
10. Presentación del informe final.
ETAPAS REF HERRAM.
Norm
a d
e d
iseño
geom
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G 2
00
1
Program
as d
e c
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puto
especia
lizado
DESARROLLO DE TRABAJO ESCALONADO
USO DE HERRAMIENTAS INFORMATICAS
En la actualidad, el diseño de carreteras esta estrechamente ligado al uso desoftware especializado. Los software son herramientas muy importantes, yaque nos ayudan en el calculo y la visualización de los elementos de la vía,permitiendo que el ingeniero se concentre mas en los criterios que en loscálculos, ya que estos serán efectuados automáticamente por el software.
El software AIDCNSAIDCNSAIDCNSAIDCNS----PLUSPLUSPLUSPLUS, trabaja en el ambiente CAD y se aplica a trabajos deTopografía, Diseño de Carreteras u obras similares, es reconocido en países de AméricaLatina.
AIDC tiene 12 años de vigencia y es adquirido por Ingenieros, Arquitectos, Técnicos enConstrucción, Empresas Constructoras y Consultoras, Universidades e Institucioneseducativas, quienes utilizan como herramienta de diseño.
AIDCNS-PLUS
AutoCAD Civil 3D ayuda a los ingenierosciviles a optimizar el rendimiento del proyectocon análisis geoespacial para determinar elmejor emplazamiento, análisis de aguaspluviales para realizar diseños mássostenibles, cálculo dinámico de cantidades ymovimientos de tierras zonas de extracción yen el alineamiento de carreteras, a fin deaprovechar mejor los materiales, yvisualizaciones 3D para conocer bien elimpacto sobre el medio ambiente.
Es un programa mas complejo que el AIDCpero contiene muchas mas opciones dediseño y además es de fácil acceso.
AutoCAD Civil 3D
� MANUAL DE DISEÑO GEOMETRICO DE CARRETERAS DG 2001 - Ministerio de Transporte y comunicaciones. Dirección de Infraestructura Vial.� Diseño Geométrico de Carreteras. Ecoe., ediciones: Cárdenas Grisales, James.. Bogotá. 2002. Código topográfico de la Biblioteca de la Universidad: 625.7 C266 di.� Diseño moderno de Carreteras: José Céspedes Abanto.� Diseño geométrico de Vias: Fideligno Hernández Casallas. Primera edición 2005, Universidad la Gran Colombia, tercer mundo editores TM S.A.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA� Crespo Villalaz, Carlos. 2005. Vías de Comunicación, caminos, ferrocarriles,
aeropuertos, puentes y puertos.� Escario Nuñez, J. Caminos. Tomo I. 5ta Edición. Madrid – España.� Garciente, J. Estudio y Proyectos de Carreteras. Caracas – Venezuela.� Guerra Bustamante, Cesar.. Carreteras, ferrocarriles, canales.� Highway Engineering Wright And Paquette. 1993. Editorial Limusa. México.� Oliver y Roman, B. La Curva de Transición.� Valle Rodas, R. 1970. Carreteras, Calles y Autopistas. Ed. Atenero. Buenos Aires –
Argentina
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
� Diseño Geométrico de Carreteras. Ecoe., ediciones: Cárdenas Grisales, James..
Bogotá. 2002. Código topográfico de la Biblioteca de la Universidad: 625.7 C266 di.