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ESTUDIO DE TRAZO Y DISEÑO GEOMETRICO
TRABAJOS TOPOGRAFICOS
Una vez reconocido el tramo materia de estudio, se procedió con el levantamiento
topográfico de la vía, la cual describimos a continuación.
Levant ami ent o topográfic o del eje de l a ca rr eter a
Se siguió los siguientes pasos:
- Se procedió a la medición de coordenadas con Estación Total y formando una poligonal
de segundo orden de precisión.
- Una vez procesada la poligonal, calculados los radios y puntos principales de las curvas
se procedió al replanteo para lo cual se utilizaron elementos idóneos para cada material
existente en la calzada y para referenciarlos se utilizo pintura naranja con la que se dejaba
escrito la progresiva del punto estaca.
Se estaco a distanciamientos de 20 m en tangentes y cada 10 metros en curvas. Todo el
procedimiento cumple con las exigencias de referencia.
- Todos los datos de las curvas se anotaron en libretas topográficas de campo
especialmente diseñadas para efectuar el procesamiento por computadora utilizando el
Software AIDC y AUTOCAD 2006.
Sec cion es T rans ve rsal es
En todas la progresivas de han levantado las secciones transversales hasta una distancia
establecida y adecuada para efectos de los diseños, para lo cual se hizo uso de Teodolito,
cumpliendo con lo estipulado en los términos de referencia.
En esta etapa se han enumerado y levantado todos los poblados que se encontraban
bordeando la vía, si es que esta los cruzaba, accesos, quebradas, alcantarillas existentes
y todo aquello que fuera necesario para los diseños y metrados pertinentes.
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Dibujos
La información planimétrica y altimétrica del estudio topográfico, se proceso con
metodologías computarizadas debido a la magnitud de los trabajos y los plazos de
ejecución.
El software utilizado es el AIDC, el cual contiene una serie de alternativas y soluciones
para el diseño de carreteras.
Este moderno sistema ha permitido obtener un mejor control en lo referente a información,
destacándose la rapidez y precisión de los trabajos.
El resultado del proceso ha permitido el dibujo de los planos aplicando el Software
graficador AUTOCAD.
Mediante este programa se obtienen los perfiles y plantas dibujados a la escala de
presentación que las Normas Peruanas de Carreteras y Términos de Referencia indican.
Así mismo, las secciones transversales son obtenidas a través del Software AIDC, el que
a su vez calcula las áreas de corte y relleno.
Per son al y equipo
El personal y equipo que han intervenido en los trabajos de topografía en campo se ha
organizado de acuerdo a lo siguiente:
a) Personal
1 Ingeniero Trazador
1 Topógrafo Asistente
1 Chofer
03 Ayudantes portadores de miras
02 Utileros
b) Equipob.1) De Ingeniería
1 Teodolito
3 Miras
Equipos Complementarios (winchas, jalones, etc.)
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b.2) De Monumentación
1 pico
1 Lampa
1 Comba
Pintura y brocha
b.3) De Transporte
1 Vehículo
GENERALIDADES DEL ESTADO ACTUAL DE LA VIA
El tramo donde se realiza el estudio comienza en la hacienda de Huanca – Nueva Aurora
en el Distrito de Ticlacayan y en la Provincia de Pasco.
Prosiguiendo por la ruta se encuentran tramos con la plataforma deformada debido a que
no existió buena mezcla de agregados y compactación del pavimento, produciendo la
separación de los agregados gruesos de los finos, colapso de la estructura de la calzada,
producidos por el tránsito vehicular sobre terrenos los cuales habían sido humedecidos
anteriormente por las aguas de lluvia y en otros tramos presenta específicamente el
problema de la falta de cunetas, en general por el deficiente sistema de drenaje
La vía presenta un desarrollo ondulado, sinuoso por lo general con pendientes ligeramente
pronunciadas aunque en algunos tramos de la carretera presenta pendientes fuertes, con
una superficie de rodadura sobre terreno arcilloso y en otros tramos sobre roca.
El proyecto permitirá reducir el flete de transporte de ganados y también de productos a
los Mercados Rurales, se incrementará la cantidad de vehículos en tránsito y también se
reducirá el costo del pasaje.
DESCRIPCION DEL TRAZO
ESTUDIO DE TRAZO
Para el trazo del eje de la vía, se ha tomado como base el eje existente, como base
principal, tratando en lo posible de conservar el eje actual hasta donde ha sido
materialmente posible.
Los trabajos de topografía que a continuación reseñaremos han sido realizados en
concordancia con la práctica de la Ingeniería, a las instrucciones contenidas en los
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Términos de Referencia y a las recomendaciones incluidas, tanto en las Normas Peruanas
para el Diseño de Carreteras del MTC y en Manual de Caminos No Pavimentados de Bajo
Volumen de Transito.
En general, el trazo se ha realizado tratando de aprovechar al máximo la plataforma
existente, tratando de mejorar anchos, pendientes y visibilidad en cuanto sea posible y
considerando el mínimo movimiento de tierra; se ha considerado y analizado el paso de la
vía por las zonas urbanas.
El eje ha sido estacado cada 20 metros en tangente y cada 10 metros en curvas. La
ubicación de las alcantarillas se ha ubicado mediante estacas fraccionarias y en zonas de
mayor discurrimiento.
Por ser un Camino Vecinal de Bajo volumen de tránsito serán monumentados los Bench
Mark cada 5,000 y como al inicio y al final de la carretera.
Para el alineamiento horizontal se ha tomado en cuenta la configuración del terreno,
adaptándose a la superficie natural tratando de minimizar el movimiento de tierra, dada las
características topográficas del mismo ha permitido tener tangentes largas mejorando el
trazo existente y eliminando curvas compuestas, para que el trazo siga lo mas
ajustadamente posible a la geometría existente.
La metodología utilizada ha sido determinar en el terreno la ubicación de los P.I.s, de
acuerdo a los procedimientos normalmente empleados para este fin, en los que se toma
en cuenta las progresivas del P.T., P.C., y la longitud de la tangente de las curvas.
Tomando en consideración las distancias, los ángulos de deflexión y el sentido de las
curvas, se ha calculado las coordenadas de cada uno de los vértices de la poligonal
definitiva.
El tramo en estudio tiene por finalidad dejar en buen estado de transitabilidad dicho
camino para la cual se tomó las siguientes consideraciones en el estudio:
- Ensanchamiento de curvas de volteo en el camino.- Trazo de la subrasante adecuada.- Construcción de la Obras de Arte como son Cunetas y Alcantarillas, que le
darán una mejor transitabilidad al camino.
RASANTES
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El diseño de la nueva subrasante, no ha sufrido muchas modificaciones fundamentalmente
por razones económicas.
Se han nivelado todas y cada una de las estacas enteras y fraccionarias para obtener las
cotas del terreno y por lo tanto obtener el perfil del terreno, a partir de la cual se diseñó la
subrasante que se muestra en los planos.
SECCIONES TRANSVERSALES
Las secciones transversales de cada una de las estacas del eje se obtuvieron leyendo las
coordenadas de los puntos con Estación Total desde el eje en una longitud de 10 metros
para cada lado.
El proyecto desarrollado plantea que la superficie de rodadura tenga un bombeo de 2% en
los tramos en tangente, debido a las intensas lluvias que precipita en la zona.
A fin de contrarrestar la acción de la fuerza centrífuga, mejorar el drenaje superficial y
otorgar mayor seguridad a los usuarios de la vía, las curvas horizontales han sido
diseñadas con un peralte de acuerdo a lo estipulado en las Normas para el Diseño de
Caminos No Pavimentados de Bajo Volumen de Transito.
Como señalamos inicialmente al criterio fundamental para ubicar el eje ha sido el de
aprovechar al máximo la plataforma existente.
Para los IMDs proyectados y las velocidades directrices adoptadas, las secciones
transversales del proyecto cumplen con las recomendaciones de las Normas para el
Diseño de Caminos No Pavimentados de Bajo Volumen de Transito.
Los ángulos y distancias correspondientes a cada una de las estacas del eje, se han
ingresado a un sistema computarizado.
El talud será en nuestro caso: (V:H ) de 1:1.5, para el caso del talud de corte dependerá
de la naturaleza del terreno y de su estabilidad siendo para corte en material suelto ( V:H )
igual a 1:1 y para el corte en Roca Fija ( V:H ) igual 10:1.
Los ángulos y distancias correspondientes a cada una de las estacas del eje, han sido
ingresados a un sistema computarizado, utilizando el programa (AIDC) y AutoCad 2010.
Las secciones transversales del terreno han sido representadas gráficamente a una escala
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1/200; el plano muestra la cota del terreno y de la subrasante, taludes, así como las áreas
de corte y relleno.
CARACTERÍSTICAS TECNICAS DE LA VÍA
GENERALIDADES
Tanto la Normas Peruanas para el Diseño de Carreteras, como las Normas para el Diseño
de Caminos No Pavimentados de Bajo Volumen de Transito, coinciden en clasificar a las
carreteras en dos grandes grupos:
(a) Según la Jurisdicción; y,
(b) Según el Servicio
Adicionalmente, las Normas para el Diseño de Caminos Vecinales, introducen una
subclasificación de los Caminos Vecinales a efectos de cubrir la gama de necesidades que
existe para el diseño de caminos de bajo volumen de tránsito. Así, las normas incluyen los
siguientes caminos: (i) Caminos CV-1; (ii) Caminos CV-2; (iii) Caminos CV-3; y, Trochas
Carrozables.
A) CLASIFICACION DE LA VIA SEGÚN SU JURISDICCION
Teniendo en cuenta que la ruta en estudio une Centros Poblados, la ruta corresponde
al Sistema Vecinal (Camino Rural).
B) CLASIFICACION DE LA VIA SEGÚN SU SERVICIO
De los datos de campo el IMD promedio es de 5 vehículos / día, considerándose un
bajo volumen de transitabilidad, para una sección transversal que permita el paso de
un solo vehículo, la ruta en estudio según las Normas para el Diseño de Caminos No
Pavimentados de Bajo Volumen de Transito.
C) DERECHO DE VIA
c.1 Ancho de la Faja de DominioEs la franja de terreno que por donde se desarrolla la carretera, se extiende hasta 5
metros más allá del borde de los cortes, o el borde más alejado de las obras de
drenaje o del pie de los terraplenes; siendo el Estado Peruano el propietario de ésta
franja de terreno.
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A n c ho Nor m al
El ancho normal de vía se establecerá en función al tipo de terreno que atraviese la
carretera. Así, en zonas de cultivo será de 15 metros ó 7.5 metros a cada lado del eje
de la carretera. En el caso de terreno eriazos, será de 20 metros ó 10 metros a cada
lado del eje de la carretera; y, en sectores en los cuales la carretera pase por zonas
urbanas se considerará 10 metros ó 5 metros a cada lado del eje.
A n c ho Mí n i m o
En nuestro caso la faja de dominio no será menor de:
o 20 metros de ancho en zonas en que sea necesario adquirir terreno,
por ser este de propiedad privada.
o 50 metros de ancho en zonas en que el terreno es de propiedad fiscal.
P r e v i s i ó n p ara T r a n si to d e G a n a d o
A lo largo de las vías se han detectado zonas donde transitan ganados; éste tránsito
se realiza en las primeras horas del día y al atardecer.
c.2 Posición del Eje de la Faja de DominioP o s i c i ó n N o r m a l
En general, el eje de la faja de dominio a lo largo de la vía, corresponden al eje de
simetría de la sección transversal de la calzada; en aquellos tramos en los que la vía
atraviesa zonas urbanas, el eje igualmente ha sido ubicado en el centro de la
calzada.
P r e v i s i ó n p ara E n s a n c h es
En los casos en que se prevé la posibilidad de ensanches futuros, ya sea aumento
del ancho de la plataforma de rodadura, o de número de las calzadas, el derecho de
vía debe ser distribuido en forma conveniente aun cuando el eje de la carretera no
sea de simetría, para que los ensanches que generalmente se proyectan a un solo
lado de ella, utilicen la zona reservada en toda su amplitud.
c.3 Zona de Propiedad RestringidaCon respecto a la zona de Propiedad Restringida, en terrenos eriazos será de 15 m.
como mínimos, la restricción se refiere a la prohibición de ejecutar construcciones
permanentemente que afecten la seguridad o visibilidad y que dificulten ensanches
futuros.
CARACTERÍSTICAS GEOMETRICA
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SugerenciasEn general, el replanteo de las vías se han efectuado tratando de aprovechar al máximo la
plataforma existente, evitando por tanto introducir mejoras que signifiquen movimientos de
tierra excesivos o impliquen la construcción de obras de arte o estructuras costosas.
- C r i te ri o G e n eral de A p l i c a ci ó n .- Tomando en cuenta que las carreteras forman
parte del Sistema Vecinal, así como el volumen de tránsito que soporta, su
composición, distribución horaria, las características geométricas que
actualmente presenta, y la topografía del terreno; el Consultor, siguiendo las
recomendaciones expresadas a las Normas para el Diseño de Caminos No
Pavimentados de Bajo Volumen de Transito, ha elegido los parámetros de
diseño que más adelante se detallan, dentro de los límites razonables de
economía donde se ha hecho posible por superar los valores límites
indicados.
- E xc e p c i o n e s C o n s e n t i d a s .- El presente estudio obliga proyectar curvas de
ciertas características que se fijan de forma que puedan satisfacer ciertas
condiciones impuestas por la naturaleza y la importancia del tráfico previsto.
En zonas urbanas o semi-urbanas o en presencia de viviendas a ambos lados
de la vía, las restricciones de velocidad exigirá el apartamiento de las normas,
debiendo adoptarse las características a las condiciones del caso.
En concordancia a los criterios expuestos anteriormente, el Consultor, ha adoptado las
siguientes características generales de diseño:
a) VELOCIDAD DIRECTRIZ
La configuración del terreno obliga proyectar curvas de ciertas características que se
fijan de forma que puedan satisfacer ciertas condiciones impuestas por la naturaleza y
la importancia de tráfico previsto.
Los problemas de circulación del vehículo aislado condicionan especialmente el
trazado en planta, el perfil longitudinal, los correspondientes a la intensidad, el perfil
transversal esencialmente el ancho de la plataforma de rodadura, pero de hecho
intervienen todos en un grado distinto en la determinación de las distintas
características.
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La condición más importante por lo que respecta al trazado es la de permitir a los
vehículos circular con seguridad.
La velocidad directriz o de diseño, es la velocidad escogida para el diseño y para
mantener la seguridad de los usuarios, teniendo en cuenta las condiciones
topográficas, el tipo de carretera, evitando el movimiento de tierras excesivas.
La ruta en estudio presenta una topografía ondulada, el tipo de terreno es arenoso-
arcilloso, según el servicio se considera como camino vecinal (Camino Rural de alto
tránsito), por ser una obra de rehabilitación y tener escaso movimiento de tierra, se
considera una velocidad directriz de diseño de 30 Km./hora, ya que con las
características que posee actualmente no permiten que se diseñe para una mayor
velocidad.
Los radios están calculados de acuerdo a las Normas para el Diseño de Caminos No
Pavimentados de Bajo Volumen de Transito, no obstante indicamos, la fórmula
empleada por las Normas de Caminos Vecinales para el Cálculo de radio Mínimo, que
a continuación se aprecia.
En la que:
v2
R mín. = ---------
128 (p + f)
V = Velocidad directriz en Km. Por hora
P= Peralte máximo en centésimos
f = Coeficiente de fricción
b) PERALTECon la finalidad de contrarrestar la fuerza centrífuga todas las curvas deben tener
peraltes mínimos por desarrollar bajas velocidades.
c) SOBREANCHOEn el tramo en estudio se ha podido ver que la mayoría de las curvas posee el
sobreancho necesario, por lo que se mantendrá los sobreanchos actuales.
d) RADIO MINIMOEl radio mínimo considerado para este tramo que se encuentra en un área rural es de
10m., para una velocidad de directriz de 30 K.P.H. y un peralte mínimo de 6 %.
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e) PENDIENTE MAXIMALa pendiente máxima considerada para este tramo será de 6.50 %
f) PENDIENTE MINIMALa pendiente mínima para esta carretera será de 0.02 %
SECCION TRANSVERSAL
PAVIMENTO
El ancho de superficie de rodadura es la faja del pavimento destinada a la circulación
permanente de los vehículos, su diseño deberá tener un criterio económico para
soportar una vía de circulación.
La carretera en estudio presenta un ancho de superficie variable, en nuestro caso
hemos adoptado un ancho para todo el tramo:
PROGRESIVAANCHO DE PAVIMENTO
(m)Km. 0+000 – Km. 06+000 3.50
BERMASSon las franjas situadas a ambos lados de la superficie de rodadura con la finalidad de
resistir lateralmente las cargas laterales que recibe esta. Las Normas Peruanas
consideran el ancho mínimo de 0.75, para carreteras de primera y segunda clase,
para nuestra carretera en estudio se ha podido verificar que estas no están definidas.
En el presente estudio se ha considerado bermas de un ancho de 0.50 m. a cada lado.
CALZADA
Es el ancho de la calzada o rasante terminada que resulta de la suma del ancho del
pavimento, del ancho de las bermas y en curvas aumentadas del sobreancho.
En el presente estudio el ancho de la Calzada terminada será:
PROGRESIVA CALZADA (m)
Km. 0+000 – Km. 06+000 4.50
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En las zonas curvas se añadirá el sobreancho respectivo.
BOMBEO
Con el objeto de drenar rápidamente las aguas que caen en la plataforma de
rodadura, es que se da una inclinación transversal al eje de la carretera
denominándose bombeo para cuya aplicación nos remitimos a las Normas Peruanas
(5.4.1.4) que dice:
Las carreteras con pavimentos de tipo superior estarán provistas de bombeo en los
tramos en tangente, con valores comprendidos entre 1% y 2%.
Las carreteras con pavimentos de tipo intermedio o de bajo costo estarán provistas de
bombeo con valores entre 2 % y 3 %.
El camino rural materia del presente Estudio no presenta ningún tipo de bombeo, lo
cual ocasiona la formación de charcos de agua y baches que impiden el tránsito
normal de vehículos ocasionando desperfectos en muchas de ellos por ésta causa.
De acuerdo a las Normas Peruanas Para el Diseño de Carreteras y los Términos de
Referencia, adoptaremos un bombeo de 2%.
TALUDES
Los taludes son estables por lo que se evitará en lo posible tocarlos, y los ensanches
que se ejecuten se harán respetando el talud natural y luego ejecutando una
revegetación, para también preservar el medio ambiente y no alterarlo en lo posible.
Los taludes para las secciones en corte varían de acuerdo a la estabilidad del terreno
en que están practicados, la altura admisible del talud y su inclinación se determinarán
en lo posible por medio de ensayos y cálculos.
Se define el talud lateral como la relación de la horizontal a la vertical, siendo
naturalmente más tendidos para las arenas que para las arcillas. De modo general la
inclinación de los taludes para las secciones en corte y relleno están dados por las
siguientes tablas:
TALUDES DE CORTECLASES DE TERRENOS TALUD
V : H
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Roca FijaRoca SueltaConglomerado SementadosSuelos Consolidados CompactadosConglomerados Tierra Compacta Tierra Suelta
10 : 14 : 14 : 14 : 13 : 12 : 11 : 1
ATAreLnUaDSEuSelDtaE RELLENO 1 : 2TIPO DE MATERIAL TALUD
V : HEnrocadoTerrenos VariosArena
1 : 11 : 1.51 : 2
RESUMEN DE CARACTERISTICAS TECNICAS
Las características técnicas de la carretera Rehabilitación de la carretera Huanca –Nueva Aurora (6.000 Km): Velocidad Directriz : 30 Km. /h. Ancho de superficie de rodadura : 3.50 m. Cunetas en Material Suelto :Triangulares de 1.00 x 0.50m Cunetas en Roca Suelta :Triangulares de 0.90 x 0.50m Radio Mínimo : 10 m. Pendiente Máxima : 6.50 %. Pendiente Mínima : 0.02%. Bombeo : 2.0 %. Peralte : 2.0% - 6.0%. Curvas Verticales : De acuerdo a las Normas. Número de carriles : 1.0 Pavimento : Afirmado e=0.20 m Talud en relleno y Corte : Ver cuadro anteriores
