Trazado de Carreteras - Pontificia Universidad Católica del Ecuador

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
1. DATOS INFORMATIVOS
MATERIA
TRAZADO DE CARRETERAS
MÓDULO
10862
CARRERA
INGENIERIA CIVIL
NIVEL
QUINTO
N ° DE CREDITOS
8
CREDITOS TEORIA
4
CREDITOS PRÁCTICA
4
PROFESOR
ING. VICENTE BENITEZ P.
SEMESTRE /AÑO ACADEMICO:
SEGUNDO 2007-2008
2. DESCRIPCIÓN DE LA MATERIA
2.1.- TEORIA.- En este modulo se trataran fundamentalmente las normas de
Diseño Geométrico vigentes en el MOP analizando su concepto, las hipótesis
establecidas y sus rangos de valores a utilizarse de acuerdo a la clasificación de
la carretera.
Se tomaran en cuenta las recomendaciones de orden práctico que se han dado en
los diferentes textos de la materia, en lo que concierne a un buen diseño de las
Carreteras y Autopistas.
Se darán a conocer las diferentes metodologías empleadas y los alcances de los
trabajos para cada fase del Estudio.
2.2.- TALLER.- Consistirá en la aplicación práctica de los conocimientos
teóricos, se realizaran tres Estudios dirigidos consistentes en: Estudio en Cartas
Topográficas de un tramo de carretera entre 25 y 30 Km. De longitud, a escalas
1:50.000, o 1:25.000, empleados para seleccionar las rutas.
Estudio de un tramo de carretera de 2.5 a 3 Kms. a nivel de anteproyecto,
horizontal y vertical a escala 1:5.000, en una faja topográfica de 500 m. De
ancho, obtenida por fotorestitucion.
Estudio de un tramo de carretera de 1 a 1.5 Km., a nivel de Estudio Preliminar
en proyecto horizontal y vertical en una faja topográfica de
60 m. De ancho, escala 1.1000 obtenida en base a un polígono fundamental y
levantamiento de la faja Topográfica mediante trabajos de campo.
2.3- PRACTICAS DE CAMPO.Consistirán en la demostración de los equipos y procedimientos a seguir para
la obtención de los datos de campo, en el levantamiento de la faja topográfica en la
fase Preliminar y en el replanteo del proyecto en la fase definitiva.
Se realizan los días sábados
3.- OBJETIVO GENERAL:
El objetivo y alcance del curso de Trazado de Carreteras, consiste en proporcionarle
al alumno los conocimientos teórico – prácticos fundamentales para que el futuro
profesional que se dedique a esta Especialización pueda ampliar sus conocimientos
y afrontar los problemas que se le presentan en la practica, con buen criterio y
responsabilidad.
4. OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Se trataran sobre los siguientes temas:
CAPÍTULO 1.INTRODUCCIÓN.
Conceptos de Vía, Camino, Carretera, Autopista, Autovía.
Definición de los elementos que forman parte de la Geometría de la vía:
Eje del camino, calzada, sección transversal, líneas de rasante y subrasante.
Sistemas de transporte
Transporte: terrestre, aéreo y acuático.
Breve resumen histórico.
CAPÍTULO 2.TOPOGRAFÍA.
Topografía y características físicas del relieve del terreno.
Clasificación: Llano, ondulado, montañoso.
CAPÍTULO 3.TRÁFICO: En caminos nuevos y en caminos existentes
Trafico promedio diario anual (TPDA)
Estaciones de conteo
Proceso del cálculo del TPDA
Proyección del tráfico
CAPÍTULO 4.CLASIFICACIÓN DE CARRETERAS:
De acuerdo al tráfico proyectado.
De acuerdo a su jerarquía.
CAPÍTULO 5.FASES DE LOS ESTUDIOS DE INGENIERÍA
Fase Preliminar: Trabajos de Campo y trabajos de gabinete.
CAPÍTULO 6.SELECCIÓN DE RUTAS.
CAPÍTULO 7.ESTUDIO EN CARTAS
Estudio en cartas Topográficas: Escalas 1: 50. y 1: 25.000
Análisis de la información y procedimiento.
CAPITULO 8.RECONOCIMIENTO
Reconocimiento de campo:
Aéreo, terrestre y combinado.
Restitución fotogrametrica y anteproyecto Escala 1:5.000
CAPITULO 9.TRABAJOS DE CAMPO.
Trabajos de campo en la etapa preliminar:
Medición de ángulos y distancias, estacadura y referenciacion.
Nivelación: BMS, perfiles transversales, ancho de la faja topográfica.
Levantamientos Topográficos complementarios, topografías auxiliares. Para
puentes, obras de arte menor, intersecciones.
CAPITULO 10.RECOMENDACIONES DE DISEÑO
Normas generales para el alineamiento: horizontal, vertical y combinación de las
alineaciones.
CAPITULO 11.ELEMENTOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO.
Usuario, vehículo, vía
Factores de comportamiento del conductor: vista y tiempo de reacción del
conductor.
Vehículo, tipos de vehículos, livianos pesados.
Vehículos de proyecto.
Vía.- Geometría horizontal y vertical.
CAPITULO 12.VELOCIDAD.
Definiciones, velocidad de punto, de recorrido, de operación, de diseño.
CAPITULO 13.PROYECTO HORIZONTAL
Elementos: tangentes y curvas
Curvas circulares,
Curvas de retorno
Curvas reversas.
CAPITULO 14.DISTANCIA DE VISIBILIDAD
De parada, de rebasamiento, en curvas horizontales, laterales de cruce.
Condiciones y ecuaciones.
CAPITULO 15.PROYECTO VERTICAL
Consideraciones generales
Influencia económica de la pendiente
Longitud virtual
Coeficientes de longitud virtual
Gradientes y longitudes máximas
Longitud critica de gradiente
Curvas verticales cóncavas y convexas
Ubicación y dimensionamiento de las obras de arte y muros.
CAPITULO 16.SECCION TRANSVERSAL
Generalidades
Ancho de la sección típica
Separación de las direcciones
Carreteras de un solo carril
Pendiente transversal
Espaldon
Cuneta
Taludes superficies de rodadura
CAPITULO 17.SOBREANCHO.
Sobreancho en las curvas horizontales
Valores de diseño
Distribución del sobreancho en las longitudes de transición y en las curvas de
transición.
CAPITULO 18.PERALTE.
Condiciones de equilibrio
Peralte máximo
Peralte y velocidad especifica
Velocidades máximas de deslizamiento y volcamiento.
Desarrollo del peralte.
CAPITULO 19.DESARROLLO DEL PERALTE
Giros en: el eje, en el borde interno y en el borde externo.
CAPITULO 20.Curvas de transición.
Longitud mínima de la curva de transición
Curvas espirales asimétricas.
Calculo de los elementos y progresivas
CAPITULO 21.CALCULO DE AREAS Y VOLUMENES
En función de la pendiente transversal media.
Calculo de volúmenes y ordenadas de las curvas de masas.
CAPITULO 22.DIAGRAMA DE MASAS
Limitaciones del diagrama de masas
Propiedades del diagrama de masas
Colocación de la línea compensadora.
CAPITULO 23.ESTUDIOS DEFINITIVOS.Trabajos de campo:
Replanteo del eje del proyecto
Referencias
Nivelación
Perfiles transversales y Estacas laterales
Trabajos de gabinete:
Proyecto definitivo de la subrasante
Ubicación y dimensionamiento de las obras de arte.
Revisión del proyecto definitivo.
Calculo de áreas, volúmenes y ordenadas de la curva de masas.
Presupuesto de la obra e informe.
Planos.
CAPITULO 24.DRENAJE:
Funciones.
Estructuras de drenaje: Transversales y longitudinales.
Consideraciones de diseño.
TALLER N° 1.ESTUDIO EN CARTAS TOPOGRÁFICAS ESC. 1:50.000, y/o 1:25.000
Determinación de los puntos principales de control
Determinación de las líneas de gradiente y distancias entre curvas de nivel.
Estudio de varias alternativas
Abscisado y perfil longitudinal.
Conclusiones y recomendaciones.
TALLER N° 2.ESTUDIO DEL CAMINO A NIVEL DE ANTEPROYECTO EN ESC. 1:5.000
Colocación de la línea cero,
Criterios para proyectar las alineaciones en tangente y en curva, en base a la línea
cero.
TALLER Nº 3.DISEÑO PRELIMINAR A ESCALA 1: 1000
Radios mínimos de las curvas circulares y tangentes intermedias mínimas.
Abscisado, obtención del perfil longitudinal
Proyecto vertical: determinación de las gradientes y curvas verticales.
Resumen de los datos de diseño en planta: Abscisa, radio de curvatura, grado de
curvatura.
Resumen de los datos de la gradiente longitudinal, curvas verticales determinación
de corte y relleno en cada abscisa.
Longitud virtual.
PRACTICAS DE CAMPO.Materialización de la línea de gradiente.
Polígono fundamental
Levantamiento de la línea de gradiente o de la faja topográfica.
Diseño horizontal
Replanteo, nivelación, colocación de laterales.
5.- CONTENIDO.CLASE FECHA
1
L. 18
Feb/08
2
3
4
5
6
7
8
M. 19
Feb/08
V.22
Feb/08
V. V.22
Feb/08
L 25
Feb/08
M26
Feb/08
V. 29
Feb/08
9
L 03
Mar/08
10
M. 04
Mar/08
11
12
13
V.07
Mar/08
L 10
Mar/08
M 11
Mar/08
V. 14
Mar/08
V. 14
Mar/08
14
15
16
CONTENIDO
Presentación, alcance del curso, varios Introducción:
Concepto de vía, Elementos que forman la geometría de la
vía
TOPOGRAFIA. Clasificación del terreno.
TRAFICO: Caminos nuevos y existentes, TPDA.
TRAFICO. Estaciones de control, Calculo del TPDA,
Proyección del tráfico.
Clasificación de las carreteras.
Fases de los Estudios de Ingeniería: Preliminar, definitivo
SELECCION DE RUTAS
ESTUDIO EN CARTAS: Metodología
. RECONOCIMIENTO DEL TERRENO
TALLER 1: Determinación de distancia entre curvas de
nivel, Estudio de línea 00.
Determinar Gradientes longitudinales
FASE PRELIMINAR: TRABAJOS DE CAMPO.
Polígono fundamental: medición de ángulos y distancias,
estacadura y referenciado.
Nivelación: BMS. Obtención de perfiles y puntos de
detalle de la faja topográfica.
Topografías auxiliares , para puente, obras de arte menor
,intersecciones
DISEÑO GEOMETRICO:
RECOMENDACIONES DE DISEÑO: Normas generales
para alineamiento horizontal, vertical, horizontal y
vertical
TALLER 1: Abscisado del proyecto.
Perfil longitudinal y evaluación de las rutas
ELEMENTOS BASICOS PARA EL DISEÑO.
Usuario, vehículo, vía.
VELOCIDAD: Definiciones: V. De punto, V. De
recorrido. De operación, V. De diseño.
TALLER 2: Estudio de la línea 0 en anteproyecto, esc.
1:5000
TALLER 2: Estudio de la línea 0.Anteproyecto
Metodología, escoger radios y tangentes intermedias
mínimas.
CLASE FECHA
17
L. 17
Mar/08
CONTENIDO
PROYECTO HORIZONTAL.- Elementos, tangentes y
curvas, curvas circulares, Curvas de retorno, Formulas,
Progresivas.
EJERCICIOS DE APLICACIÓN
18
M. 18
Mar/08
19
M .25
Mar/08
ANTEPROYECTO ESC 1:5.000- Metodología.
TALLER 2: Puntos obligados, Determinación de
gradientes y distancias entre Curvas de nivel
20
V. 28
Mar/08
. PRUEBA # 1
21
L. 31
Mar/08
TALLER 2: Alineaciones y curvas horizontales
22
M.02
Abril/08
DISTANCIA DE VISIBILIDAD: de parada, de
rebasamiento, de cruce.
23
24
V. 04
Abril/08
24
L 07
Abril/08
25
M 08
Abril/08
TALLER 2.- Abscisado del anteproyecto y obtención de
los datos para el perfil longitudinal.
PROYECTO VERTICAL: Metodología.
Determinación de gradientes longitudinales y curvas
verticales.
PROYECTO VERTICAL.- Consideraciones generales;
Influencia económica de la pendiente, gradientes
máximas y mínimas, longitudes criticas de gradientes,
curvas verticales
EJERCICIOS DE APLICACIÓN
26
V 11
27
L 14
Abril/08
28
M. 15
Abril/08
29
30
V.18
Abril/08
31
L. 21
Abril/08
32
M. 22
Abril/08
TALLER 2: Calculo del proyecto vertical para cada
estación y determinación de cortes y rellenos.
SECCION TRANSVERSAL.: Generalidades, ancho de la
sección transversal, separación de las direcciones,
pendientes transversales, espaldón, cuneta, talud,
superficie de rodadura.
SOBRE ANCHO EN LAS CURVAS HORIZONTALES.
Valores de diseño, distribución del sobre ancho en las
longitudes de transición y en la curva de transición.
TALLER N° 3.- DISEÑO PRELIMINAR: Determinar
gradientes entre puntos principales y estudio de línea de
gradiente.
PERALTE: Condiciones de equilibrio, peralte máximo.
Velocidades máximas para volcamiento, deslizamiento,
desarrollo del peralte.
DESARROLLO DEL PERALTE: Longitud de transición.
Giro en el eje, en el borde interno y en el borde externo.
V 25
Abril/08.
L 28
34
M 29
35
Abril/08
CLASE FECHA
V.2
36
May/08
S3
37
May/08
38
L5
39
33
40
M. 6
May/08
Ejemplo de aplicación.
TALLER N° 3.- alineaciones de PI a PI. Determinación
de curvas horizontales circulares
EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE DESARROLLO
DEL PERALTE
CONTENIDO
EQUIPOS DE TOPOGRAFIA.
ESTACION TOTAL TOPCON
PRACTICA: Colocación de línea de gradiente en el
campo
CURVAS DE TRANSICION.- Curvas Espirales de
transición: Simétricas, asimétricas, calculo de parámetros
y progresivas.
EJERCICIOS DE APLICACIÓN
41
42
V9
May/08
43
44
L12
M 13
May/08
45
46
47
V.16
May/08
S.17
May/08
L 19
May/08
TALLER N°3.- Aplicación al proyecto, de curvas
espirales de transición.
PRACTICA: Colocación de línea de gradiente en el
campo
DIAGRAMA DE MASAS. : Limitaciones, propiedades y
colocación de las líneas de compensación.
49
M.20
May/08
ESTUDIOS DEFINITIVOS.-Trabajos de campo:
Replanteo del eje del proyecto, referencias,
Nivelación Perfiles transversales y Estacas laterales
50
51
52
V.23
May/08
L. 26
May/08
S 31
May/08
L2
Junio/08
M3
Junio/08
V6
Junio/08
S7
Junio/08
L9
Junio/08
48
53
54
55
56
57
58
CLASE
59
60
61
PRUEBA # 2
TALLER N°3.- Aplicación al proyecto, de curvas
espirales de transición.
CALCULO DE AREAS, VOLÚMENES Y
ORDENADAS DE LA CURVA DE MASAS
TALLER N°3.- Aplicación al proyecto, de curvas
espirales de transición.
DRENAJE
: PRACTICA: Levantamiento de línea de gradiente en el
campo.
TALLER N°3.- Dibujo y abscisado del proyecto
preliminar
TALLER N°3.- Obtención de datos de las cotas para
dibujo del perfil longitudinal
TALLER N°3.- Proyecto vertical
PRACTICA:REPLANTEO
TALLER N°3.- Ubicación de obras de drenaje y
muros .
FECHA
CONTENIDO
M 10 Jun/08
Revisión de Trabajos
V 13 Jun/08 Recepción de trabajos
V 20 Jun/08 PRUEBA # 3
6. METODOLOGÍA Y RECURSOS
La metodología a emplearse consistirá en conferencias o exposiciones del tema
en base a diapositivas en Power Point , resúmenes, explicaciones en la pizarra y
ejercicios numéricos cuando el tema así lo requiera.
Los Talleres y prácticas de Campo consistirán en aplicaciones prácticas de
diseño que el alumno desarrollara bajo la presencia y dirección del profesor, de
manera que el alumno podrá hacer sus consultas oportunamente.
Los trabajos de taller serán revisados y evaluados y servirán de aporte para la
nota de prácticas.
7.- EVALUACION:
7.1 CRONOGRAMA DE EVALUACIONES.
PRUEBA
1
2
3
FECHA
Viernes 28 de Marzo de 2008
Viernes 09 de Mayo de 2008
Viernes 13 de Junio de 2008
7.2 SISTEMA DE CALIFICACION
PRIMERA NOTA:
TEORIA:
50% = 7.5
PRACTICA:
50%= 7.5
TOTAL:
100%= 15
SEGUNDA NOTA:
TEORIA:
50% = 7.5
PRACTICA:
50%= 7.5
TOTAL:
100%= 15
TERCERA NOTA:
TEORIA:
50% = 10
PRACTICA:
50%= 10
TOTAL:
100%= 20
7.3 FECHA DE ENTREGA EN SECRETARIA
NOTA
1
2
3
FECHA
Lunes 7 de Abril de 2008
Lunes 19de Mayo de 2008
Lunes 16 de Junio de 2008
8. BIBLIOGRAFÍA
TEXTOS DE REFERENCIA:
MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS – MOP
CAMINOS- José Escario y Ventura
CURSO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMÉTRICO – SAE (MOP)
EL ARTE DEL TRAZADO DE CARRETERAS.
CAMINOS TOMO I- Ing. Juan Corvalan Universidad de la Plata – Argentina
MANUAL DE PROYECTO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS- Secretaria de
Obras Públicas de México
CURVAS CON TRANSICIONES PARA CAMINOS - M. San Miguel- Argentina
TEXTOS RECOMENDADOS:
NORMAS DE DISEÑO GEOMÉTRICO 2003- MOP
CAMINOS EN EL ECUADOR- Ing. Antonio Salgado Noboa
DISEÑO GEOMÉTRICO DE VIAS – Pedro Choconta Rojas
9. DATOS DEL PROFESOR
Nombre
Oficina. MOP
Domicilio
Celular
Vicente Benítez Paspuel
Dpto. de Diseño Vial – Piso 11- Teléfono 2224340
2404894
097043339
Aprobado:
Por el Consejo de Escuela
Por el Consejo de Facultad
f) Director Escuela
f) Decano
Fecha:
Fecha: