Diseño Geométrico de Carreteras: Apuntes de Curso

DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
TEXTO SOBRE DISEÑO GEOMÉTRICO
San Salvador, Marzo 2016
Capacitador: Ing. Juan F. Domínguez
INTRODUCCIÓN
4
ESTUDIOS DEL TRAZADO
4
DEFINICIONES
Fundamentales
Técnicas
4
4
6
CLASIFICACIÓN
Por función
Por tráfico
Por localización y ambiente
Por tipo de proyecto
9
9
11
12
12
ESTUDIOS PRELIMINARES
Topografía
Tráfico
Geología y Geotecnia
Hidrología e Hidráulica
Pavimentos
Aspectos Sociales y Ambientales
Diseño Urbano
12
12
13
15
16
17
17
18
TOPOGRAFÍA
Bases y Replanteo
Medición de detalle
18
18
19
CRITERIOS DE DISEÑO
Flexibilidad
Normativa versus Costo
Comportamiento de los usuarios
Accidentes
20
20
22
22
23
NORMATIVA
Normativas para Carreteras
Normativas para Ciudades
25
25
26
OTROS ASPECTOS
26
San Salvador, Marzo 2016
1
DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
FRENADO
26
VISIBILIDAD
28
MOBILIDAD RURAL Y URBANA
37
GEOMETRÍA DEL CAMINO
37
ALINEAMIENTO HORIZONTAL
Elementos del alineamiento horizontal
Definición y Usos de las Curvas Circulares Simples
Definición y Usos de las Curvas de Transición
Normativa y Criterios de Uso
37
38
39
45
49
PERFILES
Elementos del alineamiento vertical
Curvas Parabólicas
Propiedades de las Curvas Parabólicas
Puntos en las curvas parabólicas
El Parámetro Kv
Normativa y Criterios de Uso
Coordinación entre Alineamientos Horizontales y Verticales
52
52
52
53
54
56
56
61
SECCIÓN TRANSVERSAL
Sobreelevación
Obtención del peralte en una curva horizontal
Sobreancho
Hombros
Drenaje Longitudinal y Taludes Laterales
65
65
68
73
76
79
INTERSECCIONES
80
CRITERIOS DE ELECCIÓN
82
CONCEPTOS GENERALES
84
Clasificación General
86
Intersecciones a Nivel
86
Intersecciones con Semáforo
103
Intersecciones a Desnivel
Criterios Generales
La Relación de Beneficios y Costos
Insuficiente Capacidad de la Intersección a Nivel
El Control en los Accesos
Tipos usuales de Intersecciones a Desnivel
104
106
106
107
107
108
San Salvador, Marzo 2016
2
DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Rotondas
Consideraciones Generales
Tipos de rotondas
Parámetros básicos para las rotondas
Visibilidad en rotondas
115
115
118
121
123
PRESENTACIÓN DE PLANOS Y REPLANTEO DE LA GEOMETRÍA
124
Ejemplos locales
124
Ejemplos internacionales
124
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DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
INTRODUCCIÓN
Para propósitos de la capacitación se utilizará la normativa usual en el medio que es la de la SIECA
(Manual Centroamericano de Normas de Diseño Geométrico 3ra. Edición, 2011) y la de AASHTO (A
Policy on Geometric Design of Highways and Streets 2011 with 2013 Errata), ambas de 2011, aunque
se hará referencia a otras normativas.
ESTUDIOS DEL TRAZADO
La carretera (o un camino) es una obra civil cuyo propósito en permitir el paso de vehículo de un
lugar a otro, y ya que ocupa posiciones físicas en el espacio, deben definirse sus características
geométricas y límites dentro de una superficie de terreno. Además, se debe contar con una serie de
estudios que sean la base para esas definiciones y límites, por lo que se hacen una serie de
definiciones para tal propósito:
DEFINICIONES
Fundamentales
-
Convenciones geométricas
-
Partes de la carretera (aparte de las partes de una vía urbana):
Estación: Son puntos situados sobre una alineación determinada y
separados unos de otros por una distancia de x metros; se representan por
números enteros y para conocer la distancia entre el inicio dela alineación
y una estación determinada, basta tan solo multiplicar el número de
estación por los x metros.
Calzada: Zona de la carretera destinada al tránsito rodado, que comprende
un número entero de vías de circulación.
Vías de circulación: Cada una de las fajas elementales en que se considera
dividida la calzada a efectos de capacidad de tráfico. También se le llama
senda o carril de circulación.
Hombro: Parte de la vía que se encuentra a ambos extremos de la calzada;
cuyo objetivo es servir de aparcamiento a los vehículos cuando sufren
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DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
algún tipo de contratiempo, de forma tal que no obstruya el tránsito por
la vía de circulación (puede ser llamado paseo o arcén).
Corona: Es el ancho completo de la vía; incluyen las vías de circulación y
los hombros.
Taludes: Son obras, normalmente de tierra, que se construyen a ambos
lados de la vía; tanto en excavación como en terraplén, con una inclinación
tal que garanticen la estabilidad de la obra.
Zona de emplazamiento: Comprende además de la vía, una franja de
terreno a ambos lados de la misma. Su objetivo es tener suficiente terreno
en caso de ampliación futura de la carretera, atenuar los peligros de
accidentes motivados por obstáculos dentro de ella que dificulten la
visibilidad del conductor y zona de transición entre la vía y el paisaje
circundante.
Cuneta: Es una obra de drenaje superficial cuyo objetivo es recoger el agua
de lluvia que cae sobre la vía, los taludes y en zonas adyacentes a la misma
y conducirla hacia bajos naturales del terreno.
Bombeo: Diferencia de nivel entre el extremo de la calzada y su eje en
tramo recto.
Factor de bombeo: Pendiente de la sección transversal de la vía en tramo
recto.
Explanación o sub-rasante: Obra de tierra anterior al pavimento cuyo
objetivo es elevar o deprimir la estructura para alcanzar la cota de la
subrasante de proyecto. Generalmente se construye con suelos del lugar
objeto de la construcción propia de la vía; o mediante suelos
transportados desde una cantera de préstamo cercana a la obra.
Pavimento: Estructura colocada sobre la explanación o subrasante cuyos
objetivos son: soportar las cargas ocasionadas por el tráfico, proteger la
explanación de los efectos del intemperismo, proporcionar una superficie
lisa y antideslizante; etc.
-
Unidades y Precisión
Dependiendo el proyecto, las unidades de longitud corrientemente se dan
en metros, aunque pueden ser, en el caso del estacionamiento en
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DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
kilómetros. Antiguamente la precisión se daba hasta el centímetro, ahora
con los equipos computarizados la precisión se da hasta el milímetro en
metros, centímetro en estaciones que serán colocadas en el estaqueo, y
las pendientes en porcentaje hasta el 5to dígito significativo después del
punto decimal.
Técnicas
-
Velocidad de Operación
De SIECA: La velocidad de operación es la velocidad a la que los
conductores son observados operando su vehículo bajo condiciones
favorables. El 85 percentil de la distribución de velocidades observadas es
la más frecuente medida usada de las velocidades de operación asociadas
con una particular localización o característica geométricas.
Esta velocidad es una medida del comportamiento del conductor, y
debería ser un producto del análisis del tráfico.
-
Velocidad de Rodaje o Ruedo, también llamada en textos Velocidad
Promedio de Marcha:
De SIECA: La velocidad a la cual un vehículo viaja en un tramo de una
carretera es conocida como la velocidad de ruedo. La velocidad de ruedo
es la longitud del tramo de la carretera divida ente el tiempo requerido
para que el vehículo recorra ese tramo. La velocidad de ruedo promedio
de todos los vehículos es la más apropiada medida de la velocidad para
evaluar el nivel de servicio y costos de los usuarios de la carretera. La
velocidad de ruedo promedio es la suma de las distancias recorridas por
los vehículos en una sección de la carretera durante un período de tiempo
determinado dividido por la suma de sus tiempos de recorrido.
Esta velocidad puede tener 2 orígenes, el análisis de tráfico y la geometría
de la vía.
-
Velocidad de Diseño:
De SIECA: La velocidad de diseño (también conocida como Velocidad
Directriz) es la velocidad seleccionada para determinar varias
características geométricas de la carretera. La velocidad de diseño
asumida debe ser consistente con la topografía, el uso de la tierra
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DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
adyacente y la clasificación funcional de la carretera. Excepto para calles
locales donde los controles de velocidad son incluidos intencionalmente,
debe hacerse un esfuerzo para usar una velocidad de diseño que sea
práctica para obtener un deseado grado de seguridad, movilidad y
eficiencia bajo las restricciones de la calidad del ambiente e impactos
económicos, estéticos y sociales o políticos.
Hay que notar, que la velocidad de diseño se propone sin interferencias.
-
Vehículo de proyecto
Es importante conocer las características del vehículo, determinado por el
tráfico, el cual se usará como estándar de diseño, ya que en cualquier
camino, las dimensiones y el comportamiento de un vehículo tipo es lo
que determinará la geometría del camino, dimensiones de rodaje, radios
mínimos, curvaturas, etc. Como por ejemplo se muestra:
-
Fricción
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DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Es el coeficiente de rozamiento transversal por rotación que ha sido
obtenido para diferentes condiciones de estado de los neumáticos y
estados de la superficie del pavimento. Depende además de la velocidad
a que circulan los vehículos y de las condiciones atmosféricas que imperan
más desfavorablemente sobre la vía, cuando se conduce en una
trayectoria curva, y se expresa como un valor menor a 1, sin embargo, las
normativas asumen casi siempre pavimento mojado de material asfáltico,
como parámetros máximos a una cierta velocidad, o como función de la
velocidad y del peralte, pero sin los efectos del hidroplaneo o desgaste
excesivo de los neumáticos, por ejemplo:
Velocidad de diseño μ
(Km/h)
30
0.25
40
0.21
50
0.18
60
0.16
80
0.14
100
0.13
120
0.11
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DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
CLASIFICACIÓN
La clasificación de las carreteras y caminos, históricamente, ha sido por su función
en cuanto a conectividad entre poblaciones, importancia de la vía (de cualquier
tipo), y de allí sus características geométricas, sin embargo el concepto de la
funcionalidad del camino ha ido evolucionando e incorporando nuevas tendencias
que toman en cuenta otros factores aparte del geométrico, como es el económico
(costos de pavimentos, de circulación vehicular, etc.), ambientales, sociales, entre
otros, que pueden ser hasta subjetivas, y de allí que nuevas clasificaciones se sigan
incorporando a los manuales y códigos de diseño.
Por función
En El Salvador se han usado corrientemente clasificaciones que dependen
de su función, como factor principal:
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DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
TIPO DE TERRENO
número de vehículos promedio diarios (TPDA)
velocidad máxima de proyecto (km/h)
pendiente máxima
radio mínimo (m)
distancia mínima de visibilidad (m)
distancia mínima entre curvas horizontales (m)
ancho de la vía (m)
ancho del pavimento (m)
ancho de hombros (m)
ancho de rodamiento en los puentes (m)
ancho de la zona de derecho de vía (m)
ancho de la zona de retiro (m)
carga de diseño para puentes
Especiales
MONTAÑOSO
LOMERIO
más de 2000
50
70
90
7%
6%
3.5%
127.45
191.07
327.46
100
130
160
60
60
60
30.6
30.6
30.6
7.3
7.3
7.3
3 exterior 1 interior 3 exterior 1 interior 3 exterior 1 interior
8.5
8.5
8.5
50
50
50
10
10
10
H20-S16
H20-S16
H20-S16
tipo de pavimento
concreto asfáltico
concreto asfáltico
tratamiento de hombros
doble tratamiento
doble tratamiento
TIPO DE TERRENO
número de vehículos promedio diarios (TPDA)
velocidad máxima de proyecto (km/h)
pendiente máxima
radio mínimo (m)
distancia mínima de visibilidad (m)
distancia mínima entre curvas horizontales (m)
ancho de la vía (m)
ancho del pavimento (m)
ancho de hombros (m)
ancho de rodamiento en los puentes (m)
ancho de la zona de derecho de vía (m)
ancho de la zona de retiro (m)
carga de diseño para puentes
tipo de pavimento
tratamiento de hombros
PLANO
90
3.5%
250
160
60
12
7.3
2.35
7.9
30
10
H20-S16
Primarias
LOMERIO
más de 2000
70
6%
200
130
60
12
7.3
2.35
7.9
30
10
H20-S16
MONTAÑOSO
PLANO
50
7%
80
100
60
12
7.3
2.35
7.9
30
10
H20-S16
80
5%
150
130
60
9.5
6.5
1.5
7.4
20
10
H15-S12
tratamiento
doble tratamiento o doble tratamiento o doble tratamiento o
concreto asfáltico concreto asfáltico concreto asfáltico superficial simple
material selecto
material selecto
material selecto
material selecto
compactado
compactado
compactado
compactado
doble tratamiento
concreto asfáltico
Terciarias Modificadas
MONTAÑOSO
LOMERIO
100-500
40
50
60
10%
8%
6%
40
100
150
80
100
120
50
50
50
8
8
8
6
6
6
1
1
1
7.4
7.4
7.4
20
20
20
4
4
4
H15-S12
H15-S12
H15-S12
tratamiento
tratamiento
tratamiento
superficial simple superficial simple superficial simple
material selecto
material selecto
material selecto
compactado
compactado
compactado
PLANO
PLANO
Secundarias
LOMERIO
500-2000
70
6%
100
100
60
9.5
6.5
1.5
7.4
20
10
H15-S12
tratamiento
superficial simple
material selecto
compactado
MONTAÑOSO
50
8%
60
80
60
9.5
6.5
1.5
7.4
20
10
H15-S12
tratamiento
superficial simple
material selecto
compactado
Rurales (no se incluyen subdivisiones)
MONTAÑOSO
LOMERIO
PLANO
menos de 100
30
40
50
12%
8%
6%
20
53
67
45
60
90
5
5
5
3
3
15
15
15
4
4
4
H15-44
H15-44
H15-44
60
6%
150
120
50
6
6.5
20
4
H15-S12
material selecto
compactado
Terciarias
LOMERIO
100-500
50
8%
100
100
50
6
6.5
20
4
H15-S12
material selecto
compactado
40
10%
40
80
50
6
6.5
20
4
H15-S12
material selecto
compactado
revestida
revestida
revestida
-
-
-
-
-
-
PLANO
MONTAÑOSO
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
De esa misma forma, tanto AASHTO como SIECA condicionaban la
clasificación, hasta 2004.
Algunas otras normativas extienden esta clasificación hasta el nivel de
conectividad que tienen las vías, el nivel de operación, alta velocidad y
niveles de tráfico, por ejemplo, de acuerdo al libro Diseño de Carreteras de
Benítez Olmedo y Medina Segismundo, Cuba 2004, se dan porcentajes de
uso zonal de operación para ubicar la función de importancia.
Por tráfico
SIECA 2011 se enfoca en la extensión de la función hacia una clasificación
por tráfico, a pesar que el texto del Manual buscar aclarar la función del
camino y bajo el enfoque de Diseño Sensible al Contexto.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Por localización y ambiente
Este sistema de clasificación surge también como una extensión de la
función, y se centra principalmente en dónde se localiza el camino. Por
ejemplo AASHTO 2011, para caminos rurales en cuanto a porcentaje de
camino en zonas urbanas:
Por tipo de proyecto
Algunas normativas hacen una distinción sobre el tipo de proyecto a
realizar, mas allá de la función, la Instrucción de Carreteras de España
distingue:
-
Proyectos de nuevo trazado
-
Proyectos de duplicación de calzada
-
Proyectos de acondicionamiento
-
Proyectos de mejoras locales
ESTUDIOS PRELIMINARES
Siempre después de la toma de decisión sobre la planeación de un proyecto, se
necesita entonces una serie de estudios paralelos al desarrollo del proyecto
geométrico que influyen en el mismo, y estos principalmente, aunque no
completamente, pueden ser:
Topografía
El éxito de un buen diseño geométrico consiste, no solo en el empleo de los
mejores estándares técnicos, sino en la correcta medición topográfica y la
modelación, ya que es imposible proyectar de manera adecuada sobre un
terreno que no refleje la verdadera situación de la vía.
Aspectos que deben ser verificados en una topografía realizada de manera
correcta:
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
-
En una carretera de alguna importancia, una poligonal primaria ligada a
las redes nacionales, y en un sistema de coordenadas moderno, que
permita su verificación por medio de GPS de alta precisión.
-
Poligonales secundarias, con errores máximos de 1:20000 en horizontal y
verticales que permitan la autocorrección y errores no mayores que la
profundidad de la carpeta de rodaje.
-
Medición de detalle con nubes de puntos que no formen triangulaciones
con muchos ángulos agudos (algunos softwares no recomiendan menos
de 4 grados), numeraciones sucesivas de puntos con una sola descripción
son recomendadas.
-
Definición clara de los accidentes del terreno, como cauces, quebradas,
pies y coronas de talud, etc.
-
Descripción clara de cada uno de los puntos de la medición del camino, y
su aclaración por medio de libretas físicas o electrónicas.
-
Suficiente densidad de la nube de puntos para poder definir curvas, no
menos de 20 m entre puntos en carreteras rurales y no menos de 5 m en
calles urbanas.
-
La topografía debe ser compatible con sistemas universales y consistente
con visualizaciones por satélite, fotogrametría, y verificación manual con
GPS.
Tráfico
Conocer el tráfico que ha de soportar una carretera es dato fundamental
para proyectarla. Es necesario conocer el número total de vehículos, su tipo,
distribución en el tiempo y su factor de crecimiento anual; no solo para
determinar la sección transversal más adecuada; sino también las
pendientes longitudinales máximas admisibles por efecto de disminución de
velocidades, su longitud entre puntos de control, la calidad y espesores que
debe poseer la estructura del pavimento por efecto del tráfico, entre otros.
Se necesita al menos conocer:
-
Tramificación del camino por efecto del Tráfico.
-
Volumen y Composición del Tráfico total del año.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
-
Volumen y Composición del Tráfico promedio diario o intensidad de
tráfico.
-
Volumen y Composición del Tráfico horario.
-
Estructura y Composición del crecimiento del Tráfico.
-
Orígenes y Destinos del Tráfico.
-
Capacidad de la vía, que determinará el número de carriles por tramo o
segmento.
-
Estudio de Velocidades, el cual da como resultado lo siguiente:
o
Limitaciones del conductor, por efectos de la geometría o el
tráfico.
o
Las características de operación del vehículo, por la velocidad o
la cantidad de vehículos.
o
La presencia de otros vehículos, como desencadenantes de
factores humanos como interferencias y estrés.
o
Las condiciones ambientales.
o
Las limitaciones de velocidad establecidas por los dispositivos de
control (señales de tráfico o semáforos).
o
Densidad y Distancia entre vehículos como factor para el cálculo
de la geometría del proyecto.
Se aprecia cómo el tráfico influye en la velocidad:
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Geología y Geotecnia
Especialmente en el diseño de carreteras de gran longitud, el conocimiento
de fallas geológicas, tipos de materiales sobre el cual se transita, la
proximidad de bancos de materiales, permitirán la mejor decisión sobre la
ruta a utilizar, altura de terraplenes, profundidad de los cortes, alejamientos
de accidentes geológicos o zonas inestables, pasos elevados o deprimidos,
obras en ladera, compensación de volúmenes, etc.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Hidrología e Hidráulica
El conocimiento de las corrientes superficiales y sub-superficiales, al igual
que con los aspectos geológico-geotécnicos, para evaluar las diferentes
rutas, pasos sobre ríos, quebradas, profundidades aceptables de drenajes
transversales, posición de drenajes superficiales y longitudinales,
pendientes de la sección transversal en combinación del material de la
estructura de pavimento, entre otros.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Pavimentos
En combinación las decisiones geotécnicas de accesibilidad de materiales,
aspectos hidrológicos, que pueden impactar las decisiones sobre ruta,
niveles de terraplenes o cortes, espesor de las capas de los materiales, y sus
costos, pero sobre todo en la sección transversal.
Aspectos Sociales y Ambientales
Actualmente los proyectos viales ya no solo dependen de aspectos y
decisiones técnicas, sino también considera las necesidades sociales y la
disminución de los impactos ambientales y sociales.
En zonas pobladas, la reducción de velocidad es obligatoria, así como el
aumento de los condicionamientos del diseño con el fin de prevenir
accidentes.
En zonas protegidas las normativas exigen protección al paso de especies,
conservación de hábitats, y disminución de talas, ya la mitigación del
impacto se condiciona.
En general se busca lo siguiente en los proyectos viales:

Preservación de Lugares Arqueología Prehistórica e Histórica

Reconocimiento de Miradores Especiales y Carácter Escénico

Preservación de Paisajes Históricos

Respeto a Ríos, Arroyos, y Vías Drenaje Natural

Reconocimiento de Límites, Alambrados, Filas de Árboles

Respeto a Trazos de Caminos Históricos

Reconocimiento de Vistas Lejanas, Montañas, Ríos, Océanos,

Lagos y Horizontes

Preservación de la Forma Natural de la Tierra

Coordinación de los Servicios Públicos

Planificación de Caminos Futuros

Consideración de Uso de la Tierra Adyacente

Preservación de las Tierras Agrícolas

Preservación del Contexto de las Comunidades

Ubicación de la Carretera para Proveer Vistas
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

Evitar suelos inestables
Diseño Urbano
En zonas urbanas o de fuerte población, se exigen consideraciones para los
servicios, integración de la vía con el entorno urbano, mejoramiento del
mobiliario urbano y soluciones que faciliten no solo el tránsito vehicular sino
también en peatonal, y en otros casos que consideren como un todo el
transporte multimodal.
En todo caso, que involucre las condiciones citadas, la SIECA lo resumen en el
siguiente esquema (copiado del libro FHWA - ITE - Flexibilidad en Diseño Vial; EEUU
2003):
TOPOGRAFÍA
Se hace un breve repaso a los requerimientos topográficos para el diseño
geométrico y su posterior implantación en el terreno:
Bases y Replanteo
La coherencia es importante entre las bases de la medición y el replanteo, de allí
que deberían usarse las mismas bases, y estas deberían estar interconectadas para
evitar la pérdida de referencias. Los manuales de topografía recomiendan siempre
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
el uso de poligonales triangulares cerradas, ya que en estos casos nunca hay pérdida
de datos ni coherencias.
Medición de detalle
A partir de este tipo de redes, se pueden hacer levantamiento con
diferentes equipos, siempre que se mantengan las precisiones requeridas,
y con las consideraciones anteriormente citadas.
Es recomendable también mantener los puntos dentro del modelo con
ciertos parámetros:
-
El camino puede ser representado por secciones transversales, el terreno
colindante no.
-
La densidad de puntos y el detallado debe ser suficiente.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
CRITERIOS DE DISEÑO
Flexibilidad
Las normas actuales permiten cierto grado de flexibilidad en el diseño. El
grado en que se emplea esta flexibilidad en el proceso de diseño es, de
hecho, no es más que la aplicación de la técnica y la ciencia de la ingeniería.
En un intento de formalizar el proceso y guiar al diseñador hacia las
decisiones adecuadas, el Departamento de Transporte de los Estados
Unidos publicó un informe en 1997 titulado "Flexibility in Highway Design".
Se compone de tres secciones principales: una introducción al proceso de
diseño de la carretera, las directrices generales relativas a los principales
elementos de diseño de la carretera, y ejemplos de proyectos de seis
diseños presentados como casos de estudios. Los conceptos descritos están
ahora más comúnmente conocida como "diseño sensible al contexto".
El concepto más importante a tener en cuenta en todo el proceso de diseño
de la carretera es que cada proyecto es único. El entorno y el carácter de un
área, los valores de la comunidad que la rodea, las necesidades de los
usuarios de las carreteras y los desafíos físicos asociados y las oportunidades
son factores únicos que los diseñadores de carreteras deben considerar con
cada proyecto. Para cada proyecto potencial, los diseñadores se enfrentan
a la tarea de equilibrar la necesidad de mejora de la carretera con la
necesidad de integrar de forma segura el diseño en los entornos naturales
y humanos de los alrededores.
Para lograr esto, los diseñadores de carreteras deben ejercer flexibilidad.
Hay una serie de opciones disponibles para ayudar en la consecución de un
diseño vial equilibrado y para resolver problemas de diseño.
Entre ellas se encuentran las siguientes:

Utilizar la flexibilidad disponible dentro de los estándares de diseño;

Reconocer que las excepciones de diseño puede ser necesarias
donde las consecuencias de impacto ambiental son grandes;

Estar preparado para volver a evaluar las decisiones tomadas
anteriormente en la planificación del proyecto y la fase de
evaluación de impacto ambiental;
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

Bajar la velocidad de diseño en el caso;

Mantener vigente la geometría horizontal y vertical de la carretera
y sección transversal que sea posible;

Considerar el desarrollo de normas de diseño alternativas,
especialmente para carreteras escénicas o históricas; y

Reconocer la seguridad y los impactos operacionales de varias
características de diseño y sus modificaciones.
Además de ejercer la flexibilidad, un proceso de diseño de la carretera
exitosa debe incluir al público. Para ser eficaz, la opinión pública debe
sondeada al principio, incluso antes de que se ha definido la necesidad del
proyecto. Si el propósito primario y necesidad de la mejora no se ha
acordado, sería muy difícil llegar a un consenso sobre las soluciones de
diseño alternativas posteriores en el proceso. La opinión del público
también puede ayudar a evaluar las características de la zona y para
determinar qué características físicas son las más valoradas por la
comunidad y, por lo tanto, tiene el mayor potencial de impacto. El
conocimiento de estas características valoradas en un estado temprano va
a ayudar a los diseñadores a evitar cambiarlas durante el proyecto, lo que
reduce la necesidad de la mitigación y la probabilidad de controversia.
Después de trabajar con la comunidad para definir la necesidad de proyecto
básico y para evaluar el carácter físico de la zona, la participación del público
es necesaria para obtener la entrada sobre las alternativas de diseño.
Trabajar con la comunidad afectada para resolver problemas de diseño a
medida que surgen es mucho más eficaz que lo que el público en el proceso
sólo después de que se han hecho importantes decisiones de diseño. El
público necesita estar involucrado en todos los puntos en el proyecto donde
hay las mayores oportunidades para que se hagan cambios en el diseño.
Una de las mayores y continuas fuentes de conflicto entre los organismos
viales y las comunidades a las que sirven se relaciona con el tema de la
clasificación funcional. En particular, la necesidad de identificar la
clasificación "correcta" funcional para una sección particular de la autopista,
y un nuevo examen regular de la clasificación funcional como cambios en el
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21
CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
uso del suelo adyacente tienen lugar, resolvería muchos conflictos de diseño
potenciales antes de que tengan lugar.
Hay una serie de otros controles de diseño fundamentales que deben
equilibrarse entre sí. Éstas incluyen:

La velocidad de diseño de la vía;

El nivel pico de tráfico anual horario de diseño de servicio en la vía;

Las características físicas del vehículo de diseño;

Las características de rendimiento del vehículo de diseño;

Las capacidades del conductor típico en la vía (es decir, los
residentes locales que usan las calles del barrio de baja velocidad
frente a los viajeros de larga distancia en las autopistas
interurbanas); y

Las demandas de tráfico existentes y futuras.
Normativa versus Costo
El enfoque de diseño flexible exige también la evaluación económica del
diseño, especialmente en estos factores:

Movilidad;

Impactos ambientales;

La seguridad;

Los costos de capital;

Estética;

Los costos de mantenimiento de la vía, y

Los costos de operación vehicular.
Comportamiento de los usuarios
Factores importantes es tomar en cuenta el comportamiento de los
conductores, AASHTO lo indica de esta manera:
"Una característica común de muchos lugares de alto número de accidentes
es que se ponen exigencias grandes o inusuales en las capacidades de
procesamiento de información de los conductores. Operación ineficiente y
los accidentes ocurren generalmente cuando la posibilidad de errores de
manejo de la información es alta. En los lugares donde el diseño es
deficiente más un conductor inapropiado, la posibilidad de error aumenta."
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22
CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Es entonces responsabilidad del diseñador lograr lo siguiente:

Las expectativas del conductor se reconocen y situaciones
inesperadas, inusuales o inconsistentes se tratan de evitar o
minimizar en el diseño.

El comportamiento predecible se fomenta a través de la
familiaridad y el hábito (por ejemplo, debe haber un número
limitado
de formatos de
intersección y
de diseño de
intercambiadores, cada uno apropiado para una situación dada, y
diseños similares deben utilizarse en situaciones similares).

La consistencia del diseño y la conducta del conductor se mantiene
de elemento a elemento (por ejemplo, evitar cambios significativos
en el diseño y velocidad de operación a lo largo de una carretera).

La información que se proporciona debe disminuir la incertidumbre
del conductor, no aumentarla (por ejemplo, evitar la presentación
de varias alternativas para el conductor, al mismo tiempo).

Líneas de visión claras y distancias de visibilidad adecuadas se
deben proporcionar para dar tiempo a la toma de decisiones y,
siempre que sea posible, los márgenes que se permiten para el error
y la recuperación.
Accidentes
Nuevas tendencias surgen en el mundo con respecto a hacer los caminos y
carreteras mas seguras, con diferentes enfoques:
-
Enfoque Europeo
En el norte de Europa desde hace varias décadas con enfoque a la
Movilidad, Seguridad y Problemas con la Comunidad (mobility, safety and
community issues context-sensitive design). Algunos aspectos básicos de
este enfoque son:
o
Planeación cuidadosa en acuerdo con la comunidad, en donde la
comunidad
propone
soluciones
a
sus
problemas
de
transportación con acuerdo con sus respectivos gobiernos.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
o
Confianza en el diseño (reliance) sin señales de tráfico y en
caminos rurales concepto de 2+1 carriles (1 carril para sobrepasar
y emergencias).
o
Calmado del tráfico (calming traffic) que consiste en la reducción
efectiva de la velocidad, por texturizado de la superficie por
zonas, reducción de ancho de carriles, integración de las señales
como elemento disuasivo, etc.
o
Rotondas en lugar de intersecciones.
o
Creación de carriles para bicicletas y peatones.
Figura del document FHWA- Geometric Design Practices for European
Roads, 2001.
-
Enfoque Canadiense (con investigación estadística del WSDOT)
Es una metodología que busca darle un valor a la posibilidad de
accidentes en una vía, basado en la geometría y en la velocidad. Este
enfoque ha sido adoptado por la PIARC (The World Road Association) e
incorporado a varias guías y manuales de diseño, como la Guía
Sudafricana de Diseño de 2014:
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
NORMATIVA
Normativas para Carreteras
Los actuales manuales y guías de diseño están interrelacionados con las
diferentes disciplinas del diseño de carreteras, y es necesario su
conocimiento, en el caso Centroamericano las normas de la SIECA son la
referencia obligada, en el caso de AASHTO, las guías vigentes son las
siguientes:

AASHTO Green Book, A Policy on Geometric Design of Highways and
Streets 2011

AASHTO Guide for the development of bicycle facilities, 1999

AASHTO Roadside Design Guide 4 ed, 2011

AASHTO Guide for the Local Calibration of the Mechanistic-Empirical
Pavement Design Guide 2010

AASHTO Guide on Evaluation and Abatement of Traffic Noise 1993

AASHTO Guide Specifications for Highway Construction, 9th Edition,
2008

AASHTO Guide to Wetland Mitigation Issues for Transportation
Designers 1996
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

AASHTO Guidelines for Traffic Data Programs 2009

AASHTO Guidelines for Vegetation Management 2011

AASHTO Highway Drainage Guidelines 2007

AASHTO Highway Safety Manual 2010

AASHTO Maintenance Manual for Roadways and Bridges 2007

AASHTO Manual on Subsurface Investigations 1988

AASHTO Provisional Standards, 2009 Edition 2009

AASHTO Standard Specification for Road Construction 2013

AASHTO Transportation Glossary 2009
Adicionalmente existen normas estatales, federales para el caso de áreas
protegidas, las recomendaciones de FHWA (Federal Highways and Waterworks
Administration), que son la base para la actualización de las normas.
Actualmente se vive un período de revisión de las normas internacionales, y
muchas de ellas se están basando en las investigaciones norteamericanas.
Normativas para Ciudades
En muchos países del mundo están surgiendo normas específicas para el
diseño en ciudades, basado en lo que los habitantes desean, y que
incorporan soluciones de geometría de carreteras, que no solo incorporan
lo citado anteriormente sino
OTROS ASPECTOS
FRENADO
Es importante tomar en cuenta la reacción del conductor ante la visión de evento
que lo impulse a frenar, y el tiempo que tome la actuación, que puede definirse en
3 tiempos:

Tiempo necesario para ver el objeto peligroso.

Tiempo para reaccionar ante el peligro.

Tiempo para detener el vehículo después de aplicar los frenos; llamada
también distancia de frenado.
Durante el primero y segundo intervalo de tiempo, el vehículo circula a la velocidad
de diseño o cerca de esta (tiempo transcurrido desde que el conductor ve el objeto
para él peligroso y aplica los frenos).
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
La suma de estos dos primeros intervalos de tiempo es conocida como tiempo de
percepción- reacción y se acepta como promedio un valor de 2.5 segundos.
La distancia total recorrida por el vehículo durante el tiempo de percepciónreacción se puede determinar por la expresión.
D = V*t /3.6
En donde:
V: Velocidad de diseño; Km/h.
t: tiempo de percepción- reacción; 2.5 seg.
3.6: valor que nos permite llevar la velocidad de Km/h a m/seg.
D: distancia recorrida por el vehículo en el tiempo t; en m.
El tercer intervalo de tiempo depende de la velocidad de diseño, del tipo de
pavimento y de las condiciones mecánicas del vehículo para frenar. Si se considera
que estas condiciones mecánicas son óptimas; entonces solamente dependerá de
la velocidad de diseño y del tipo de pavimento.
Una forma de expresión de la 2da ley de Newton, también conocida como base de
la dinámica, se puede interpretar como que: "La fuerza por la distancia es igual a la
variación de la energía cinética", o sea:
Df = D + V2 / 2g.f = V*t/3.6 + V2 / (254.34*(f±p))
En donde :
V: velocidad de diseño; m/s.
f: coeficiente de fricción entre neumáticos y pavimento.
g: aceleración normal de la gravedad = 9.8126 m/s2
Df o Dp: distancia de frenado o de parada; en m
p: pendiente de la vía
En la actualidad se proyectan vías con altas velocidades de diseño, al aumentar la
velocidad de diseño el tiempo de percepción de objetos que obstaculizan la
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
circulación disminuye. Debido a lo anterior el valor de 2.5 segundos, aceptado como
tiempo de percepción reacción, no tiene la misma confiabilidad que para las
velocidades de hasta 100 km/h. Aunque las vías de altas velocidades se proyectan
con sistemas auxiliares de seguridad que disminuyen notablemente las dificultades
que puedan presentar en la circulación, es recomendable aumentar el tiempo de
percepción reacción con el objetivo de mantenerla seguridad en la circulación.
Los códigos y guías de diseño incorporan ecuaciones parecidas a la descrita, en el
caso de AASHTO se cambia la fricción por la desaceleración, haciendo énfasis en el
análisis de la reacción del conductor. SIECA (AASHTO) incorpora la siguiente guía
para el tiempo de decisión:

Detención en carretera rural, t=3.0 s

Detención en calles urbanas, t=9.1 s

Cambio de velocidad, trayectoria y dirección en carretera rural, t varía entre
10.2 y 11.2 s

Cambio de velocidad, trayectoria y dirección en carretera suburbana, t varía
entre 12.1 12.9 s

Cambio de velocidad, trayectoria y dirección en calle urbana, t varía entre
14.0 y 14.5 s
En las que t=tiempo y s=segundos.
VISIBILIDAD
Se define como visibilidad a la calidad de lo visible, como algo que se puede ver y
ver es percibir por medio de los ojos. Por tanto, ver con calidad al frente para un
conductor es de vital importancia para la seguridad en la circulación de vehículos
por carretera. La distancia en que el conductor promedio de un vehículo puede ver
con claridad hacia adelante en una carretera se denomina distancia de visibilidad.
Por lo anterior es necesario que una vía posea en todos sus puntos las condiciones
de visibilidad para que el conductor promedio pueda tomar a tiempo las medidas
necesarias para evitar accidentes.
Dentro de los factores que influyen en la seguridad de la circulación vehicular, la
distancia de visibilidad ocupa un lugar destacado, su longitud depende de la
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
velocidad de diseño y a partir de ella, se definen otros elementos del diseño
geométrico de carretera.
Con el concepto de distancia de visibilidad surgen, con el objetivo de hacer un
diseño seguro de la carretera: la distancia de visibilidad de parada, la distancia de
visibilidad de adelantamiento y la distancia de seguridad entre dos vehículos que
viajan por el mismo carril de circulación.
Como criterios estándar se dan por hechos algunos datos que dependen de las
medidas de los vehículos:

Altura del ojo del conductor:
Para el cálculo de las distancias de visibilidad para vehículo de pasajeros, la
altura del ojo del conductor de 1,080 mm sobre la superficie de la carretera
se considera apropiada para medir las distancias de visibilidad de parada y
de adelantamiento. El valor recomendado para altura del ojo del conductor
de camión es de 2,330 mm sobre la superficie del camino.

Altura del Objeto:
Para el cálculo de la distancia de visibilidad, la altura del objeto se considera
de 600 mm sobre la superficie de la carretera. Se considera que esta altura
es representativa para un objeto que represente un riesgo y que pueda ser
reconocida por el conductor con tiempo para detenerse antes de llegar a él.
Los objetos con alturas menores pueden dar lugar a curvas verticales en
cresta de gran longitud incrementando los costos de construcción sin
beneficios de seguridad comprobados. Los costos de construcción pueden
incrementarse sustancialmente por la necesidad de proveer curvas
verticales de gran longitud. Sin embargo, algunos países como Alemania
pueden considerar hasta 150 mm.
Para el cálculo de la distancia de visibilidad de adelantamiento, la altura del
objeto se considera de 1,080 mm sobre la superficie de la carretera. Esta
altura se basa en la altura de un vehículo de 1,330 mm, el cual representa
el 15vo percentil de los vehículos de pasajeros más comunes, menos un
promedio de 250 mm que representa la parte más alta que necesita ver otro
conductor para reconocerlo como un vehículo. Esta consideración también
es válida para la conducción nocturna porque la luz de los faros delanteros
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
de un vehículo pueden ser reconocidos a mayor distancia que la necesaria
para reconocer un vehículo durante el día.

Obstrucciones a la visibilidad:
En una carretera en alineamiento recto, la obstrucción que limita la
distancia de visibilidad de los conductores en la superficie de la misma,
estará en algún punto en una curva vertical en cresta. En alineamiento en
curva horizontal, el obstáculo que limita la visibilidad del conductor puede
estar en la superficie de la carretera en una curva vertical en cresta, o puede
ser algún objeto fuera del carril de viaje, tales como una barrera
longitudinal, el talud de relleno de la aproximación de un puente, un muro,
un árbol, la vegetación o el pie de talud de una sección en corte.
En la teoría se habla de diferentes distancias de visibilidad que deben tenerse en
cuenta, aunque no todas las normativas incorporan este análisis:

Distancia mínima de seguridad entre vehículos
Se plantean varios criterios: la percepción del tiempo de reacción, la
distancia mínima entre vehículos de 5 m por cada 15 k/m de velocidad, y el
largo de los vehículos, lo cual resulta en distancias muy largas entre
vehículos. Normalmente se define en textos como:
Ds = 0.189 V + Longitud de Vehículo delantero.

Distancia de visibilidad de un vehículo en dirección contraria
Normalmente se define como el doble de la distancia de frenado o parada.

Distancia de visibilidad de adelantamiento
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Para el cálculo de la distancia de visibilidad de adelantamiento se hacen
algunas hipótesis sobre el comportamiento del binomio conductorvehículo; estas hipótesis establecidas son las siguientes:
1) El vehículo que se va a adelantar viaja a velocidad uniforme y menor que
la de diseño.
2) El vehículo que va a adelantar debe reducir la velocidad y tomar la misma
del vehículo que lo precede hasta llegar al tramo de adelantamiento.
3) Cuando se llega al tramo de adelantamiento el conductor necesita de un
tiempo para percibir con claridad dicho tramo y reaccionar para comenzar
su maniobra.
4) El adelantamiento se logra bajo lo que se puede denominar un comienzo
retardado y un retorno acelerado de frente al tráfico contrario. El vehículo
que adelanta acelera durante la maniobra y su velocidad promedio durante
la ocupación del carril de la izquierda es aproximadamente 16 Km/h mayor
que la del vehículo sobrepasado.
5) Cuando el vehículo que adelanta regresa al carril de la derecha queda una
distancia prudencial entre él y el vehículo que viene en sentido contrario.
En la figura se observan las distancias que determinan la distancia de
visibilidad de paso, estas son:
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
o
d1: Distancia recorrida durante el tiempo de percepción- reacción e
inicio de la maniobra.
o
d2: Distancia recorrida durante la maniobra de adelantamiento.
o
d3: Distancia entre el vehículo que adelanta y el vehículo que viene
en sentido opuesto, al terminar la maniobra de adelantamiento.
o
d4: Distancia recorrida por el vehículo que viene en sentido
contrario durante el tiempo en que se realiza la maniobra de
adelantamiento.
Para determinar la distancia d1 se utiliza la siguiente fórmula:
d1 = t1/3.6 (Vp – m + at1/2)
donde:
Vp: Velocidad promedio del vehículo que pasa; en km/h.
m: Diferencia de velocidad entre el vehículo que adelanta y el adelantado;
en m.
t1: tiempo en que se recorre la distancia d1; en s.
a: aceleración promedio; km/h/s.
3.6: valor que permite llevar de km/h a m/segundos.
La distancia d2 se calcula por la expresión:
d2 = Vp*t2 /3.6
donde:
t2: tiempo en que se recorre la distancia d2; en s.
Para determinar la distancia d3 se sigue como criterio que esta distancia
libre que queda después que se realiza la maniobra de adelantamiento
entre el vehículo que adelanta y el que viene en sentido opuesto, debe estar
entre 35 y 90 metros con el objetivo de que la maniobra no sea peligrosa.
La distancia d4 se determina como 2/3 de la distancia d2.
Después de determinadas estas distancias tenemos que:
DA = d1 + d2 + d3 + d4, o con una aproximación suficiente DA = 7 V

Distancia de visibilidad de curvas horizontales, en 2 casos:
o
Cuando la distancia de visibilidad es menor que la longitud de la
curva.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
M: Distancia libre desde el eje de la vía al obstáculo; m.
D: Distancia de visibilidad a lo largo del eje de la vía; m.
R: Radio de la curva en el eje; m.
G: Grado de curvatura correspondiente al radio R.
La relación que debe cumplirse es R = D2 /8M
o
Cuando la distancia de visibilidad es mayor que la longitud de la
curva.
Aquí debe cumplirse R = L(2D-L)/8M

Distancia de visibilidad en curvas verticales, en 2 casos, y cada uno subdivido
cuando la visibilidad es mayor o menor que la longitud de la curva:
o
En curvas en cresta
Cuando la visibilidad es menor que la longitud de curva:
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
En donde la longitud de curva mínima se determina por:
L = g D2/ ((2.h1)1/2+2.h2)1/2),
siendo h1 la altura del observador, h2 la altura del obstáculo, D =
d1+d2 y g la diferencia algebraica entre las pendientes.
Cuando la visibilidad es mayor que la longitud de curva:
Se debe cumplir que L = 2 D+ 2(h11/2 + h21/2)2/g
o
En curvas en valle
Cuando la visibilidad es menor que la longitud de curva:
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
L = g*D2 / (1.22+0.035 D2)
Cuando la visibilidad es mayor que la longitud de curva:
L = 2D - (1.22 + 0.035D2)/g

Distancia de visibilidad bajo estructuras:
o
Cuando la distancia de visibilidad es menor que la longitud de la
curva
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
L = 2 D – (8 (Ga – (h1+h2)/2)/g,
siendo Ga es el gálibo vertical libre.
o
Cuando la distancia de visibilidad es mayor que la longitud de la
curva
L = D2 g / (8 (Ga – (h1+h2)/2)
San Salvador, Marzo 2016
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
MOBILIDAD RURAL Y URBANA
Se entiende por mobilidad, a la dinámica del transporte, aunque todavía no hay un
acuerdo en cuanto a su definición en diferentes textos. Sin embargo, se divide el
concepto entre rural y urbano, ya que los objetivos y dinámicas en cada campo son
diferentes. Y esos objetivos deben estar claros, ya que en las ciudades los objetivos
es la movilización de personas, bienes, servicios, muchas veces en varios tipos de
transportación que interactúan; y en lo rural la dinámica es mas simple, no se puede
trabajar con las mismas premisas de diseño.
GEOMETRÍA DEL CAMINO
Cualquier vía, carretera, calle, tiene 3 componentes principales de proyecto, que
representan los ejes de un modelo tridimensional:
-
El alineamiento horizontal, es una serie de líneas consecutivas (acuerdos)
de geometría definida por parámetros fijos en la proyección horizontal
del camino sobre un plano y dividida en estaciones.
-
El alineamiento vertical, es una serie de líneas consecutivas de geometría
definida en un corte perpendicular al plano en la dirección el
alineamiento horizontal, y se le llama perfil.
-
La sección (o perfiles) transversales son cortes perpendiculares en el
plano al alineamiento horizontal, regularmente sobre las divisiones o
estaciones.
ALINEAMIENTO HORIZONTAL
Un alineamiento puede definirse por medio de líneas rectas y curvas, entre puntos
de inicio y finalización.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Elementos del alineamiento horizontal
Las líneas rectas pueden ser definidas por:
-
Una distancia en el inicio y el fin de la recta, y un ángulo con referencia
fija, acimut o rumbo.
-
Pares de coordenadas entre los puntos de inicio y fin de la recta, dentro
de un sistema de referencia fijado por la topografía.
Las líneas curvas pueden ser de 2 tipos: curvas de segmentos de círculo o
curvas circulares simples, y curvas de segmentos de espiral o curvas de
transición.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Definición y Usos de las Curvas Circulares Simples
Las curvas circulares simples pueden ser definidas como un arco circular de
radio R que une dos tangentes que se cortan en el punto de inflexión del
trazado (PI). En la figura se representa una curva circular simple, la notación
utilizada es la siguiente:
PC: punto de cambio de tangente a circular.
PT: punto de cambio de circular a tangente.
Δ: ángulo de inflexión en el PI, igual al ángulo central que subtiende a toda la
curva circular.
Rc: radio de la curva circular simple.
α: ángulo de desviación de la curva circular en el PC o PT, desde la tangente
inicial a un punto de la curva.
TC: distancia total de la tangente de una curva circular; distancia entre el PI y
el PC, o distancia entre el PI y el PT.
y: ordenada a la tangente de cualquier punto de la curva circular simple con
referencia al PC o PT y la tangente inicial.
x: abscisa sobre la tangente inicial de cualquier punto de la curva circular
simple, con referencia al PC o PT y la tangente inicial.
Definición de Grado de Curvatura
San Salvador, Marzo 2016
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
El grado de curvatura (GC) se define como el ángulo central que subtiende
sobre la curva un arco de 20metros. (100’ en el sistema imperial, y hay que
verificar en los manuales ya que muchas veces el grado está definido en
aproximadamente 33 m).
Es importante destacar que las curvas circulares simples se les define, o bien
por el grado de curvatura (Gc); o por su radio (Rc). La relación matemática
entre el grado y el radio es Gc = 1145.92 / Rc.
donde Gc: grado de curvatura, en grados sexagesimales y Rc: radio de
curvatura, en metros.
De la fórmula dada se concluye que el grado de curvatura y el radio de
curvatura están siempre en relación inversa; esto es, a mayor radio de
curvatura, menor grado de curvatura y viceversa.
El radio o el grado de curvatura es un dato que impone el proyectista en
función de la velocidad de diseño de la vía, y siempre que las condiciones
topográficas lo permitan, se deben utilizar grados de curvatura pequeños;
esto es radios de curvatura amplios, para lograr que la transición entre las dos
tangentes que se cortan en el PI, sea lo más suave posible.
Entre las diferentes condicionales que obligan a limitar el grado y el radio de
curvatura se pueden señalar:
-
Topografía del terreno.
-
Limitaciones en la tangente.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
-
Limitaciones en la externa.
-
Puntos obligados en planta.
-
Movimiento de tierra.
-
Coordinación entre la planta y el perfil de la rasante, economía, etc.
Funciones de la Curva Circular Simple
Se definen otros valores de la curva circular:
La tangente, Tc, es la distancia entre el PI y el PC de la curva circular simple;
o entre el PI y el PT de dichacurva.
Ec: externa de la curva circular simple, en metros.
La mediana, M, es la distancia entre el punto medio de la curva y el punto
medio de la cuerda máxima dela curva circular simple.
La cuerda máxima, CM, es la distancia entre el PC y el PT de la curva circular
simple.
Las curvas circulares pueden combinarse, en compuestas de 2 o varios
centros, reversibles, y tener diferentes usos.
Curvas Compuestas
Cuando se producen dos curvas circulares sucesivas y ambas están del
mismo lado de su tangente común, estas curvas constituyen una curva
compuesta.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Los radios de estas curvas son diferentes, pero presentan en la unión una
tangente común al cual se le llama PCC. (punto de curvatura compuesta). Se
utilizan cuando se desea adaptar el trazado a la topografía del terreno;
sobre todo en zonas montañosas, en que puede ser necesaria la utilización
de dos, tres o más curvas circulares simples de radio diferentes. Es por este
motivo que en dependencia del número de curvas de radios diferentes
empleados, el sistema de curvas compuestas recibe el nombre de curva
compuesta de dos centros, de tres centros; etc.
Curva Compuesta de dos centros.
Como se observa, el PC de la segunda curva coincide con el PT de la primera
y a este punto se le denomina PCC.
Para la curva de mayor radio:
R1: Radio, en metros
T1: tangente en metros
Δ1 : ángulo de inflexión, en grados sexagesimales
Para la curva de menor radio:
R2: radio, en metros.
T2: tangente, en metros.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Δ2:ángulo de inflexión, en grados sexagesimales.
además:
Δ = Δ1 + Δ2 = ángulo de inflexión en el PI.
En una curva compuesta hay siete elementos que las definen:
Δ; R1; T1; Δ 1; R2; T2; Δ 2
Conocidos cuatro de estos siete elementos, incluyendo entre ellos un
ángulo, es posible la determinación de los otros tres restantes.
Las curvas compuestas de dos centros se tratan para su cálculo y replanteo,
como dos curvas circulares simples por separado.
Las especificaciones recomiendan que la curva de mayor radio no sea
superior en vez y media al radio de la curva más cerrada.
Curva reversible
Cuando dos curvas se suceden en sentido contrario y tienen el punto de
unión o tangencia común, reciben el nombre de curvas reversible o reversa.
Este punto común recibe el nombre de punto de curvatura reversa (PCR); y
en los casos de radios de curvatura pequeños se pueden producir problemas
que hacen difícil el movimiento de los vehículos debido a una maniobra
errática de los conductores; además de que se crean problemas para el
desarrollo de la super-elevación y el correcto escurrimiento de las aguas
superficiales que caen sobre la calzada.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Para su cálculo y replanteo se siguen los mismos principios estudiados en
las curvas circulares simples.
Curvas de Tres Centros
Se utilizan en los carriles de giro y en las revueltas de radio mínimo de las
intersecciones; con el objetivo de adaptarse mejor a la trayectoria dejada
por las huellas de los vehículos de diseño; con lo cual se economiza en la
construcción del pavimento.
Siempre que las condiciones del lugar de construcción de la intersección lo
permitan, el proyectista deberá utilizar una curva de tres centros en lugar
de una curva circular simple.
Se observa que la curva de tres centros es una variante de la curva
compuesta de tres centros, con la particularidad de que los radios de las
curvas extremas R2 son iguales y mayores que el radio R1 de la curva
central.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Definición y Usos de las Curvas de Transición
Se denominan curvas de transición a aquellas curvas que se colocan en los
extremos de las curvas circulares simples, de forma tal que el cambio de
curvatura entre el tramo recto y el arco circular sea suave y gradual y que la
super-elevación en todos sus puntos este acorde con el grado de curvatura.
La necesidad de la curva de transición se comprende cuando se analiza el
movimiento de un vehículo entre un tramo recto y uno circular. Cuando un
vehículo que circula por un tramo recto de carretera llega a uno circular,
debe colocar sus ruedas delanteras con un nuevo ángulo, que depende del
radio de la curva circular por la cual va a transitar. Se comprende que este
movimiento no puede ser realizado instantáneamente, sino que se necesita
un intervalo de tiempo para poder realizarlo; creandoasí la necesidad de
una curva de transición cuya longitud es igual a la velocidad del vehículo por
el tiempo.
Entre las curvas de transición más usualmente empleadas pueden citarse:
-
CLOTOIDE; En la cual se cumple que el radio de curvatura es
inversamente proporcional a su longitud.
-
LEMNISCATA DE BERNOULLI; En la cual se cumple que el grado de
curvatura es directamente proporcional al radio vector.
-
ESPIRAL CUBICA; Es una curva dada por las mismas expresiones de la
clotoide, pero despreciando en la ecuación de "y" algunos términos.
De todas ellas, la más difundida es la clotoide, ya que su forma se adapta a
la trayectoria seguida por un vehículo que viaja a velocidad constante y cuyo
volante es accionado de forma uniforme.
Las ventajas de la clotoide sobre la curva circular simple pueden resumirse
en lo siguiente:
-
Producen una fácil y natural trayectoria para los vehículos, de forma tal
que la fuerza centrífuga aumenta y disminuye gradualmente cuando un
vehículo entra o sale de dicha curva. Este hecho tiende a garantizar una
velocidad uniforme; así como aumentar las condiciones de seguridad.
-
Producen la longitud deseable para el desarrollo de la super-elevación,
y toda ella puede ser distribuida en dicha curva.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
-
Donde la sección transversal del pavimento de la vía en la parte circular
tiene que ser ensanchado, las clotoides facilitan la longitud deseable
para la transición en ancho.
-
La estética de una carretera es altamente favorecida con su utilización.
La clotoide tiene las siguientes partes o funciones:
TS: Punto de cambio de tangente a clotoide.
SC: Punto de cambio de clotoide a circular.
CS: Punto de cambio de circular a clotoide.
ST: Punto de cambio de clotoide a tangente.
l: Arco de clotoide desde el TS o ST a un punto cualquiera de dicha curva.
ls: Longitud total de la clotoide desde el TS al SC o desde el CS al ST.
Ø: Angulo central del arco de clotoide l.
Øs: Angulo central del arco de clotoide ls; llamado ángulo de la clotoide.
g: Grado de curvatura de la clotoide en un punto (variable)
Gc: Grado de curvatura del círculo desplazado, al que resulta tangente
la clotoide; en el SC y CS.
Δ: Angulo de inflexión en el PI; igual al ángulo central que subtiende a
toda la curva de transición.
Δc: Angulo central que subtiende el arco circular intermedio de
desarrollo Dc, entre el SC y el CS.
y: Ordenada a la tangente de cualquier punto de la clotoide con
referencia al TS o ST y la tangente inicial.
ys: Ordenada a la tangente en el SC o CS.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
x: Distancia sobre la tangente de cualquier punto de la clotoide con
referencia al TS o ST y la tangente inicial.
Xs: Distancia sobre la tangente del SC o CS.
o: Retraqueo. Menor distancia que separa al arco circular prolongado y
la tangente inicial.
t: Abscisa del retraqueo.
Ts: Tangente de la clotoide. Distancia entre el PI y el TS o entre el PI y el
ST.
Criterios para la determinación de la longitud de la clotoide
Existen diferentes factores que fijan la longitud de la clotoide; cada uno
de ellos da lugar a los siguientes criterios:
-
Longitud mínima de clotoide para el desarrollo de la superelevación.
Ls (mín) = Pmax. a . emax /2, siendo
pmax: denominador de la pendiente longitudinal máxima (1/p).
a: ancho de la vía; en metros.
emax: peralte máximo correspondiente a la curva; en m/m.
ls(min): longitud mínima de clotoide por transición de peralte; en
metros
-
Longitud mínima de clotoide por confort dinámico y de seguridad
para el usuario.
Ls(mín) = (V/46.65 Kt)(V2 / Rc -127 emax)
Siendo Kt DESEABLE
Para VD < 80 km/h --- Kt = 0.50 m/s3
VD ≥80 km/h --- Kt = 0.40 m/s3
MAXIMO
Para VD = 100 km/h --- Kt = 0.50 m/s3
VD = 80 km/h --- Kt = 0.60 m/s3
VD < 80 km/h --- Kt = 0.70 m/s3
-
Longitud mínima de clotoide por confort óptico.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Este criterio recomienda que por razones de orden estético, el
ángulo Øs que subtiende la clotoide debe tener un valor mínimo de
3.5 grados centesimales. Entonces:
Ls(mín) = 3.5 π Rc / 100 = Rc /9, en metros
-
Las longitudes de las curvas clotoides en ningún caso deben ser
menores que el 60 % de la velocidad de diseño de la vía (CALTRANS).
Al igual que en las curvas circulares simples, las curvas de transición pueden
combinarse:
-
En Curvas de Transición Completamente Transicionales, que son
aquellas curvas de transición en las que no existe arco circular
intermedio; esto es,Δc = 0.
-
En Curvas de Transición Asimétricas, que se producen cuando
debido a limitaciones en el trazado no es posible la colocación de
clotoides iguales a la entrada y a la salida de dicha curva.
En cada una de ellas se mantienen las mismas funciones deducidas para la
curva de transición pero con algunas variaciones. Las expresiones a utilizar
dependerán de las magnitudes de los retraqueos en las clotoides de entrada
y de salida.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Normativa y Criterios de Uso
Los problemas abordados en las diferentes normativas, SIECA capítulo 3.2 y
AASHTO capítulo 3 en su totalidad, se resumen de la siguiente manera:
Para la alineación en planta se ha demostrado que curvaturas excesivas, o
una combinación inadecuada de curvas puede generar accidentes limitando
la capacidad de la vía y causando pérdidas económicas en tiempo y costo de
operación.
Para evitar todos estos inconvenientes en el diseño se recomiendan los
siguientes criterios generales para la alineación en planta de las carreteras:
-
La alineación debe ser tan directa como sea posible entre los puntos
extremos e intermedios a enlazar pero debe de estar de acuerdo con la
topografía del terreno. Una alineación sinuosa que en términos
generales sigue el contorno del terreno, es estéticamente preferible a
una con grandes tangentes que irrumpen a través del terreno. Con ello
las huellas de la construcción pueden ser reducidas a un mínimo y
conservar las pendientes y arbolada natural de la zona. Es decir que una
carretera se debe construir en el medio que la rodea no sobre éste Una
alineación serpenteante compuesta por curvas de radios pequeños
debe ser evitada; ya que es causa de maniobras incorrectas de los
vehículos motivados porque las operaciones de adelantamiento de un
vehículo por otro que viene en su mismo sentido, necesitan de
tangentes largas; en carreteras de dos carriles, debiéndose procurar
que esa distancia se cumpla en el mayor porcentaje posible a lo largo
de la vía.
-
Debe evitarse en los trazados proyectados para una velocidad de diseño
específica, siempre que sea posible, el uso del radio mínimo permisible
para esa velocidad.
-
El proyectista debe tratar de usar curvas suaves, reservando las curvas
fuertes para los lugares más críticos; en general, el ángulo central de
cada curva debe ser tan pequeño como lo permitan las condiciones
físicas del terreno, de manera que la carretera tenga el trazado más
directo posible.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
-
La topografía del terreno condiciona muy especialmente los radios de
curvatura y la velocidad de diseño.
-
La alineación debe ser consistente en todos sus aspectos. No se deben
introducir curvas cerradas en los extremos de tangentes largas. Deben
evitarse cambios bruscos de tramos con curvas suaves a tramos con
curvas fuertes. Cuando sea necesario introducir curvas cerradas deberá
aproximarse a las mismas; siempre que sea posible, por curvas que
aumenten progresivamente su radio a partir de la curva cerrada.
-
Las curvas de ángulo de inflexión pequeños, deben ser suficientemente
largas para evitar la apariencia de una línea quebrada. Las curvas deben
ser de 150 metros de largo como mínimo, para un ángulo central de 5
grados; y esta longitud mínima debe aumentarse en 30 metros, por cada
grado de disminución en el ángulo central. En el resto de las inflexiones
mayores, se usará el grado de curvatura que proporcione un desarrollo
de 200 metros como mínimo.
-
Se tomarán precauciones especiales en el uso de curvas circulares
compuestas. El radio R1 de la curva más suave, no debe ser mayor en
un 50% al radio R2 de la curva más cerrada. El uso de curvas compuestas
provee al proyectista de un medio flexible para adaptar mejor la
carretera al terreno.
-
Debe evitarse cualquier reversa brusca en la alineación, tal cambio
dificulta al conductor del vehículo a mantenerse dentro de su
trayectoria; además es difícil peraltar ambas curvas adecuadamente. En
una alineación pueden diseñarse curvas reversas si se incluye una
longitud de rectas suficientes entre ellas, para poder desarrollar el
peralte.
-
Debe evitarse las curvas del tipo lomo roto (dos curvas en la misma
dirección con una pequeña recta entre ellas). Tal alineación es peligrosa
ya que la mayoría de los conductores no esperan que las curvas
sucesivas tengan su inflexión en el mismo sentido. Esto se debe a la
norma preponderante de que las curvas se suceden con inflexiones
opuestas, desarrollándose un hábito en el subconsciente del conductor.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Además, las curvas de lomo roto no tienen una apariencia agradable. Es
preferible en esta situación, la utilización de una curva de transición o
de una curva compuesta.
-
En terrenos de topografía plana, la utilización de tramos rectos muy
largos tiene el inconveniente del encandilamiento de los conductores
durante la noche; además de que producen somnolencia en el
conductor. Algunos autores recomiendan que los tramos rectos no
deben exceder 20 veces la velocidad de diseño.
-
La localización de puentes debe evitarse en las proximidades de una
curva, por el aspecto irregular y la brusca sensación que condicionan en
el conductor. Si esto no es posible de evitar, debe ubicarse el puente de
forma tal que la transición de peralte de la curva no se extienda hasta
él. En condiciones especiales los puentes pueden ser establecidos en
curva circular simple, tan amplias y planas como lo permitan la
topografía del terreno.
-
En terraplenes altos y largos deben utilizarse curvas suaves. En ausencia
de contra taludes, arbustos y árboles a los lados del camino es difícil
percibir por los conductores la extensión de las curvas y ajustar sus
maniobras a estas condiciones. Además cualquier vehículo fuera de
control en un terraplén alto está en una posición extremadamente
peligrosa. Para disminuir estos peligros será necesario proyectar
defensas de carretera de amplia visibilidad y alta resistencia.
-
Debe procurarse que la entrada y salida de una carretera en un bosque
se efectúe en curva.
-
Para evitar la apariencia de una distorsión inconveniente, la alineación
en planta debe ser coordinada con el perfil de la rasante.
AASHTO hace consideraciones adicionales sobre el radio mínimo necesario
para poder acomodar curvas de transición, a partir de donde ya no tendrán
sentido.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
PERFILES
Al igual que en el alineamiento horizontal, el alineamiento vertical o perfil de diseño,
representa la rasante del proyecto, y está formada por rectas y curvas verticales.
Elementos del alineamiento vertical
Rectas
Representan tramos rectos o de pendiente constante, y por lo regular se definen
como con una longitud y una pendiente.
Curvas
Las curvas verticales son aquellas curvas que se introducen en el perfil longitudinal
de la vía en los lugares en que ocurren cambios de la pendiente de la rasante del eje
de la carretera; su objetivo es lograr una transición gradual y cómoda de una
pendiente de la rasante a otra.
Las curvas verticales pueden ser parabólicas, circulares y hasta curvas como la
clotoide, simétricas y asimétricas. Generalmente se prefiere la parábola la cual es
muy aproximada a una curva circular, siendo además de más fácil cálculo y
replanteo.
En las curvas parabólicas se cumple la propiedad de que la variación de la inclinación
de la tangente en cualquier punto de la curva es una constante.
Las curvas circulares son usadas corrientemente en lugares donde se requiere
mejoramiento de la visibilidad vertical y se adaptan mejor a los mejoramientos de
la superficie de los pavimentos, pero no corresponden exactamente a la trayectoria
vertical de los objetos por efecto de la gravedad.
Curvas Parabólicas
Clasificación
El punto donde se interceptan dos rasantes de distinta inclinación se designa con el
nombre de punto vertical (PV); y según la longitud de sus dos mitades, las curvas
verticales parabólicas pueden ser: simétricas y asimétricas.
Se plantea que una curva vertical parabólica es simétrica si la longitud hacia la
izquierda del punto vertical es igual a la longitud hacia la derecha, o sea que la línea
vertical que pasa por dicho punto divide a la curva parabólica a la mitad. En la figura
se representa una curva vertical parabólica simétrica:
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Si la longitud hacia la izquierda del punto vertical es mayor que la longitud hacia la
derecha del PV o viceversa entonces la curva vertical parabólica es asimétrica. En la
figura se representa una curva vertical parabólica asimétrica:
Propiedades de las Curvas Parabólicas
Las propiedades más importantes de las curvas parabólicas son las siguientes:

Todas las distancias a lo largo de la curva se miden horizontalmente; y todas
las ordenadas desde la tangente se miden verticalmente.
Según lo señalado anteriormente, se puede plantear que la longitud de una curva
vertical parabólica es su proyección horizontal. Como la curva parabólica es una
curva muy plana, el error que el planteamiento anterior implica puede considerarse
como despreciable.

La curva parabólica divide a la línea que une el punto medio de la cuerda
que une a los puntos de tangencia y al punto de intersección entre las
tangentes en dos partes iguales.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

Las ordenadas desde la tangente a la curva varían como el cuadrado de la
distancia a lo largo de la curva.
Puntos en las curvas parabólicas
La determinación de las ordenadas e y ev de las curvas verticales parabólicas es
fundamental para su cálculo y replanteo. En la figura se representa una curva
vertical parabólica.
Simétrica
Asimétrica
PC: punto de comienzo de la curva vertical parabólica.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
PV: punto de inflexión de las pendientes o punto vertical.
PM: punto medio de la curva vertical parabólica.
PT: punto de terminación de la curva vertical parabólica.
P: punto cualquiera que pertenece a la curva.
ev: ordenada vertical entre el PV y el PM.
y = e: ordenada vertical entre la tangente y el punto P.
x: distancia desde el PC hasta el punto P.
g1 y g2: pendientes de las rasantes que se interceptan en el PV.
l1 y l2: semilongitudes de la curva vertical parabólica.
L: longitud total de la curva vertical parabólica. Se mide desde el PC hasta el PT de
la curva.
Existen dos formas en la aplicación de curvas verticales. Sí se consideran positivas
(+) las rampas y negativas (-) las pendientes; se tiene que el porciento de cambio de
las pendientes de la rasante; o sea, la diferencia algebraica, puede ser obtenida por:
En cresta:
rampa y pendiente ....... (+g1) - (-g2)
rampa y rampa ........... (+g1) - (+g2)
pendiente y pendiente ... (-g1) - (-g2)
En valle:
pendiente y rampa ....... (-g1) - (+g2)
pendiente y pendiente ... (-g1) - (-g2)
rampa y rampa ........... (+g1) - (+g2)
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
El Parámetro Kv
El parámetro Kv de las curvas verticales parabólicas representa la longitud de la
curva por unidad de variación de pendiente; o sea:
Kv = L / ((g2-g1)100)
donde:
Kv: parámetro de la curva vertical; en metros.
L: longitud de la curva vertical parabólica; en metros.
g: diferencia algebraica de las pendientes de la rasante que se interceptan en el PV;
en %.
El parámetro Kv sirve para designar a las curvas verticales parabólicas.
Normativa y Criterios de Uso
Las curvas verticales solo se utilizarán cuando la diferencia algebraica entre las
pendientes de la rasante, que se interceptan sea mayor de 0.005 m/m o sea 0.5%,
en el caso que esta diferencia sea menor las curvas verticales son innecesarias.
Además de las normas y regulaciones establecidas para la determinación del perfil
de la rasante, existen una serie de criterios generales que se deben tener en cuenta
en el proyecto estos son:

Debe procurarse una rasante suave con cambios graduales de acuerdo con
el tipo de carretera y el carácter del terreno, con preferencia a una con
numerosos cambios y longitudes cortas de rasantes. Los factores que
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
limitan su diseño son las pendientes máximas permisibles y la longitud
crítica para cada pendiente, pero la forma en que estos factores se aplican
y ajustan al terreno, determina la adaptabilidad y apariencia de la rasante
terminada.

Debe evitarse la rasante tipo montaña rusa o de depresión escondida; tales
rasantes ocurren por lo general en alineaciones en planta relativamente
rectas y donde el perfil de la rasante se ciñe mucho a la línea ondulada
natural del terreno. Son estéticamente desagradables y peligrosas. Las
depresiones escondidas contribuyen a aumentar los accidentes en las
maniobras de adelantamiento, ya que el que va a efectuarlo es engañado
por la visión de la carretera más allá de la depresión, libre de vehículos en
la dirección opuesta. Aún en los casos de depresiones suaves este tipo de
perfil es desconcertante ya que el conductor que efectúa la maniobra de
paso no esta seguro de si hay o no otro vehículo más allá de la próxima cima.
Este tipo de perfil se evita con curvaturas horizontales y con cambios más
graduales de rasante, con mayores cortes y terraplenes.

La rasante debe cumplir a todo lo largo, los requerimientos de visibilidad
para la velocidad de diseño escogida.

Las pendientes máximas permisibles están supeditadas a la velocidad de
diseño y a la composición del tránsito.

En el proyecto debe evitarse el empleo de las pendientes longitudinales
máximas y solo utilizarlas en casos extremos.

Para las velocidades de diseño de 30 y 40 km/h en terrenos montañoso y
bajo una justificación técnico-económicas, las pendientes longitudinales
máximas pueden ser aumentadas en un 2%.

Las pendientes longitudinales mínimas deben ser:
- en corte no menor que 0.5%
- en terraplén el 0% (algunas normas indican 0.3%)
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

Deberán redondearse las cimas y depresiones para que no hagan el efecto
de puntos angulosos. Para ello deben ser diseñadas curvas parabólicas
verticales.

Deben evitarse las rasantes de lomo roto (dos curvas verticales de la misma
dirección separadas por una recta corta). Sobre todo en las depresiones
donde no resulta estéticamente agradable la vista total de ambas curvas.

Las características topográficas del terreno influyen en el establecimiento
de la rasante. En terrenos llanos la altura de la rasante esta determinada
generalmente por el drenaje; en terrenos ondulados se adoptan rasantes
ondulantes; tanto por su economía, como por la mejor operación de los
vehículos; en terrenos montañosos la rasante
esta
controlada
fundamentalmente por las restricciones y condiciones topográficas.

En longitudes largas de rasante se deberán proyectar las más fuertes en la
parte inferior, disminuyéndolas cerca de la parte superior del ascenso; o
bien rompiendo la rasante sostenida mediante pequeños tramos de
pendientes más suaves entre pendientes más fuertes.

Las longitudes de rasante en rampa que motivan reducciones de 25 km/h
en las velocidades de los vehículos pesados, constituyen las longitudes
críticas de la rasante y aparecen en la tabla:

En las proximidades de las intersecciones a nivel las pendientes deben ser
reducidas.
Longitudes máximas de pendientes
Las longitudes máximas de las rasantes para un valor de pendiente dado, se
determinan partiendo de las condiciones de que para el vehículo de diseño no se
produzca una disminución en la velocidad de marcha que sea inferior a la velocidad
mínima recomendable (Vmin) que aparece en la siguiente, para el volumen de
tránsito de que se trate. Estas longitudes se establecen cuando resulte afectado el
nivel de servicio de la vía.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Las longitudes máximas de rasante para una pendiente determinada se pueden
obtener mediante las siguientes figuras, que relacionan la velocidad de marcha
inicial (Vmi) y la final (Vmf) y las distancias recorridas para los distintos valores de
pendientes.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
En general, las longitudes de rasantes que ocasionan reducciones en la velocidad de
marcha en más de 25 km/h (para las velocidades de diseño mayores o iguales de 40
km/h) en los vehículos pesados, constituyen las longitudes críticas de las rasantes.
Las longitudes críticas de rasantes que se indican en las figuras anteriores, suponen
que las rampas son antecedidas por tramos horizontales o por rampas de hasta 1%
de pendientes; en estos casos se toma como velocidad inicial, Vmi = Vm.
Cuando la pendiente que antecede a la rampa es descendente, con lo cual el
vehículo acumula energía cinética en el descenso se toma como velocidad inicial la
de marcha más 10 km/h; o sea:
Vmi = Vm + 10
Cuando por razones fundamentalmente topográficas sea necesario imponer
longitudes de rasantes sostenidas mayores que las máximas permisibles, se recurre
a la introducción de carriles adicionales de marcha lenta para los vehículos pesados.
El estudio de las pendientes y su velocidad máxima permisible se debe iniciar en un
punto de velocidad conocida; como por ejemplo: en un tramo horizontal, en bajada
o en un tramo con limitación de velocidad.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Por esta razón las pendientes escalonadas son preferibles a una sola pendiente
sostenida, debido a que permiten un aumento de velocidad en las bajadas, previo a
la subida.
Coordinación entre Alineamientos Horizontales y Verticales
Las alineaciones en planta y en perfil de la rasante no deben ser proyectadas
independientemente ya que ellas se complementan entre sí, y una combinación
inadecuada puede dañar los puntos buenos y agravar las deficiencias de cada una
de ellas.
La coordinación entre la planta y el perfil de la rasante no debe dejarse para cuando
se presente la oportunidad; sino que desde el comienzo mismo del proyecto vial se
deben dar los pasos necesarios para su correcta coordinación, con el objetivo de
que los ajustes se puedan realizar fácilmente y casi siempre sin ningún costo
adicional. Con ello se aumentan la utilidad y las condiciones de seguridad de la vía,
se propicia una velocidad uniforme y se mejora la estética de las obras viales.
Esta coordinación armoniosa de ambos aspectos de un mismo problema debe
permitirle al usuario:

Distinguir la vía y los obstáculos que puedan presentarse a una distancia
suficientemente amplia que le permita maniobrar o detenerse.

Distinguir de forma clara las disposiciones de los puntos singulares del
trazado (bifurcaciones, intercambios, intersecciones; etc).

Prever de lejos la evolución del trazado.

Apreciar la adaptación de la carretera al terreno circundante; sin ser
distraído por engaños o incomodado por recodos, quebraduras en la
perspectiva y discontinuidades desagradables que atenten contra la
comodidad sicológica del conductor.
Entre las recomendaciones generales para esta coordinación se pueden mencionar:

La curvatura en planta y la rasante deben estar debidamente balanceadas:
Alineaciones rectas o con curvas suaves en planta a expensas de pendientes fuertes
y largas; o curvaturas fuertes en planta con pendientes suaves, son muestras ambas
de un proyecto inadecuado. Un diseño lógico es una situación intermedia entre
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
ambos, que ofrece el máximo de seguridad y apariencia agradable dentro de los
límites prácticos del terreno y de la zona por donde atraviesa la vía.

l uso de curvas verticales coincidentes con curvas horizontales, o viceversa,
generalmente resultan en una obra más agradable pero se deben analizar
sus efectos sobre el tránsito, porque cambios en el perfil que no estén en
combinación con curvas horizontales, pueden dar lugar a una serie de
ondulaciones visibles por el conductor del vehículo en alguna distancia, lo
cual tiende a producir una condición peligrosa.
El uso de la combinación de curvas horizontales y verticales, puede, sin embargo,
resultar peligroso como se expone a continuación:

Al recorrer un tramo de carretera este debe dar una idea del próximo
inmediato; así, es inadmisible una curva separada de una recta por una
cima; o sea, no debe situarse el comienzo de una curva horizontal cerrada
en o cerca del vértice de una curva pronunciada en cima. Esta condición
resulta peligrosa ya que el conductor del vehículo no puede percibir en el
ascenso a la curva horizontal; especialmente de noche cuando los faros del
vehículo se proyectan rectos al espacio. Se evita este inconveniente si la
curva horizontal domina a la curva vertical; esto es, si la curva horizontal
tiene una longitud mayor que la vertical, quedando por lo tanto la curva
vertical contenida dentro de la horizontal.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

No deben proyectarse curvas horizontales cerradas en o cerca del punto
más bajo de una curva vertical pronunciada en depresión, ya que la
carretera al parecer acortarse con una curva horizontal que no sea suave,
produce una distorsión aparente y desagradable. Además, la velocidad de
los vehículos a menudo son altas en las bajadas, con el resultado de una
maniobra errática, especialmente de noche. En estudios de perspectivas
realizados, se han podido obtener algunas conclusiones importantes:
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

Los PI de las curvas horizontales y los PV de las curvas verticales deben
coincidir y en ningún caso encontrarse separados por una distancia mayor
que el 10% de la longitud de la curva horizontal.

Las curvas horizontales y verticales que se correspondan deben tener casi
la misma longitud.

Si no son de la misma longitud la curva horizontal debe contener o preceder
ligeramente a la curva vertical.

La necesidad de tramos frecuentes con distancias seguras de paso en
carreteras de dos carriles y en un porcentaje apreciable de la longitud de las
mismas, gobierna la combinación general deseable de las alineaciones en
planta y perfil. Por lo tanto, es necesario proveer de largos tramos rectos
para asegurar en el diseño, suficientes distancias seguras de paso.

En las intersecciones de carreteras las curvas horizontales y el perfil deben
ser tan suaves como sea posible, para lograr la distancia de visibilidad
necesaria para que los vehículos puedan disminuir la velocidad o inclusive
parar.

En carreteras divididas deben considerarse variaciones en el ancho del
separador central y el uso de alineaciones horizontales y verticales
separadas para cada sentido con el objetivo de obtener en cada una de ellas,
las ventajas operacionales de un solo sentido de circulación.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
SECCIÓN TRANSVERSAL
Cuando un vehículo marcha en recta las fuerzas que actúan sobre él son las de inercia, el
peso del vehículo y las reacciones del terreno (normales y debidas al rozamiento por
rotación de los neumáticos contra el pavimento). Al entrar el vehículo en la curva se
presenta la fuerza centrífuga, que origina dos peligros para la estabilidad del vehículo en
marcha:

Peligro de deslizamiento transversal.

Peligro de vuelco.
Sobreelevación
Se puede demostrar que la condición de deslizamiento transversal es la que primero
se produce, y para contrarrestarla, será necesario inclinar la sección transversal de
la vía un determinado ángulo. Esta inclinación que se le suministra a la sección
transversal de la vía, si se expresa como la diferencia de elevación entre sus bordes
(interior y exterior) se le denomina superelevación (S); y si se expresa como la
pendiente de la sección transversal de la vía se le llama peralte (e).
En un vehículo que no experimenta deslizamiento transversal las fuerzas que actúan
sobre él se encuentran en equilibrio, lo cual se observa en la figura
En esta figura se tiene que:
- S: superelevación; en metros.
- α: ángulo de inclinación de la sección transversal; en grados sexagesimales.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
- F: fuerza centrífuga; en m/s.
- P: peso del vehículo; en Kg.
-Rt: reacción debida al rozamiento transversal por rotación, en Kg.
- μ coeficiente transversal por rotación.
- R el radio de la curva sobre la que se transita.
Tenemos por lo tanto, la relación mínima de radio para que el transito sea seguro
sería:
Valores máximos de peralte
El valor máximo de peralte que se adopte debe ser limitado por razones de orden
práctico; esto es, si el peralte es muy elevado el vehículo puede deslizar hacia dentro
de la curva por la cual circula cuando la velocidad es muy baja o se ve obligado a
detener la marcha. Un peralte demasiado bajo puede resultar inaceptable motivado
porque limita la velocidad del vehículo al circular por la curva.
Se recomiendan los siguientes valores de peralte máximo en función de diferentes
condiciones (AASHTO – Códigos de Sudamérica).
AASHTO 2011, indica entre 4-6% para carreteras urbanas, y que todos los peraltes
arriba de 4% deben ser ignorados para las mismas, y también hace una limitación
por velocidad.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Condición de Vuelco en Curvas
Es la segunda condición de peligro que puede producirse en los vehículos cuando
circulan por una curva; y se produce cuando la resultante de las fuerzas en el centro
de gravedad del móvil, sale fuera del punto de contacto de los neumáticos con el
pavimento. En la figura se representa este problema.
a1: ancho entre ruedas; en metros.
H: altura del centro de gravedad (CG) del vehículo sobre el pavimento; en metros.
En este caso la condición de equilibrio para que no ocurra el peligro de vuelco
depende de la igualdad entre los momentos del peso del vehículo (P) y de la fuerza
centrífuga (F); con respecto a las ruedas exteriores del vehículo. Por lo tanto:
De la cual los valores límites para que no ocurra el vuelco del vehículo
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Obtención del peralte en una curva horizontal
Desde el punto de vista del diseño interesa calcular que valor de peralte le
corresponde a una curva, cuyo grado de curvatura es menor que el grado máximo;
o cuyo radio de curvatura es mayor que el radio mínimo para una velocidad de
diseño determinada. Así; por ejemplo, uno de estos extremos es el peralte máximo
establecido por condiciones prácticas y utilizados para determinar el radio de
curvatura mínimo para cada velocidad; el otro extremo es cero,(radio de curvatura
infinito), ya que no es necesario peraltar los tramos rectos del trazado.
Para los radios comprendidos entre estos valores extremos de peralte (e = emax y e
= 0); para una velocidad de diseño determinada, el peralte se distribuirá de forma
tal que exista una relación entre el factor de fricción transversal y la razón de peralte
aplicada.
Son varios los métodos que pueden utilizarse para obtener el peralte, pero en todos
ellos se sigue el criterio de mantener una relación adecuada entre los valores del
factor de fricción transversal y el valor del peralte; de forma tal que contrarresten a
la fuerza centrífuga.
Para una velocidad de diseño determinada, existen cuatro métodos para la
distribución del peralte; estos son:
METODO I: La razón de peralte es directamente proporcional al grado de curvatura
o inversamente proporcional al radio.
METODOS II y III: La razón de peralte es tal que un vehículo que viaje a la velocidad
de diseño, tiene la totalidad de la fuerza centrífuga equilibrada por el peralte por
medio de la fricción, hasta curvas donde se requiere el valor máximo de peralte; con
el peralte máximo en todas las curvas fuertes del trazado. El Método II considera
una fricción máxima y el Método III un peralte máximo.
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METODO IV: Es idéntico al método II, excepto que se basa en la velocidad promedio
de marcha.
METODO V: La distribución de peralte esta en razón curvilínea con el grado de
curvatura; adoptando valores entre los métodos I y III.
AASHTO usa la distribución del método IV y SIECA une los métodos II y III en uno
solo.
Desarrollo del Peralte en Curvas Circulares
En una curva circular simple la fuerza centrífuga comienza a actuar con toda su
magnitud y de forma constante, desde el PC hasta el PT; por lo tanto se necesita que
estos puntos posean todo el peralte requerido para esa velocidad de diseño y grado
de curvatura. Para lograr esta condición se tendría que desarrollar todo el peralte
en el tramo recto anterior al PC y posterior al PT; lo cual no es aconsejable, ya que
se estarían dotando de valores de peralte a tramos rectos de la vía, donde
técnicamente no se necesitan.
Lo que en definitiva se ha propuesto para evitar la dualidad de sección transversal
que se produce en el PC y PT de las curvas circulares simples, es desarrollar parte
del peralte en el tramo recto anterior al PC y posterior al PT; y parte dentro de la
curva circular.
Se plantea que entre el 60 y 80 % del peralte debe ser desarrollado en el tramo recto
y; consecuentemente, entre el 20 y 40 % del peralte dentro de la curva circular
simple. Por lo tanto se tendrá un tramo de la curva circular simple donde
aparentemente, van existir condiciones de inseguridad debido a que los peraltes en
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
ese tramo son menores que el máximo requerido para esa velocidad de diseño y
grado de curvatura. Sin embargo, si se analiza el movimiento del vehículo en los
tramos anterior y posterior al PC y PT; respectivamente, se comprende que cuando
el mismo viaja por el tramo recto las ruedas delanteras tienen radio infinito; y
cuando llega al PC no puede, instantáneamente, colocar sus ruedas delanteras con
el radio correspondiente de la curva circular simple por la cual va a transitar; sino
que se necesita de un cierto intervalo de tiempo que a una velocidad determinada
se traduce en una determinada longitud. Por lo que en este tramo posterior al PC y
anterior al PT, el vehículo recorre una trayectoria espiral cuyo radio en todos sus
puntos es menor que el radio de la curva circular simple.
AASHTO indica una serie de procedimientos para la obtención de las longitudes del
desarrollo dentro de la recta y longitudes mínimas que deben tomarse en cuenta,
así:
LT = (eN/e) LC
Siendo LT la proporción en la tangente, LC la proporción en la curva, e el peralte
calculado y eN el bombeo normal.
Y también una tabla basada en la cantidad de carriles peraltados.
Esta situación que ocurre en el PC y PT de las curvas circulares simples es la que
determinan que solo puedan utilizarse este tipo de curvas cuando el peralte máximo
requerido sea menor que el bombeo o sea, solo se diseñará como curvas circulares
simples aquellas en que para un radio de curvatura y velocidad de diseño
determinados, su peralte máximo sea menor que el indicado.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Se acuerdo a la SIECA 2011 (AASHTO), también hay 4 métodos de proporcionar la
sobrelevación.
El cambio en la pendiente transversal debe efectuarse con los perfiles de borde de
calzada redondeados con líneas suaves. Los métodos para cambiar la pendiente
transversal se tratan más convenientemente en términos de relaciones lineales y
controles, pero se pone de relieve que esos perfiles lineales con quiebres angulares
deben redondearse como refinamiento del diseño.
En las Figuras A, B, C y D la rasante de la línea central, que está trazada como línea
horizontal, representan la rasante (perfil de la línea central del pavimento
terminado) calculada, la cual puede ser una recta, una curva vertical, o una
combinación de las dos. Las pequeñas secciones transversales debajo de cada
diagrama indican la condición de la pendiente transversal de la calzada en los puntos
designados con letras.
Para proveer el peralte se practican cuatro métodos específicos:
A. Giro de la calzada con bombeo normal alrededor de la rasante en la línea central:
Como se muestra en la Figura A, la sección transversal se gira alrededor de la línea
central del perfil. Este método es el más ampliamente usado en el diseño porque el
cambio de cota requerido de la orilla de la calzada se hace con menor distorsión que
con los otros métodos.
B. Giro de la calzada con bombeo normal alrededor de la rasante del borde interior:
En este caso, la rasante del borde interior está determinada como una paralela a la
rasante calculada de la línea central. Como se muestra en la Figura B, una mitad del
cambio requerido en la pendiente transversal se hace rotando la rasante de la línea
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
central con respecto al borde interior de la calzada y la otra mitad, rotando el borde
exterior de la calzada una cantidad igual con respecto a la rasante de la línea central.
C. Giro de la calzada con bombeo normal alrededor de la rasante del borde exterior:
Este método comprende una geometría similar a la del Método B, donde la sección
de la calzada con bombeo normal gira alrededor de la rasante del borde exterior.
Como se muestra en la Figura C, excepto que el cambio se efectúa debajo de la
rasante del borde exterior, en vez de arriba de la rasante del borde interior.
D. Giro de la pendiente transversal recta de la calzada alrededor de la rasante del
borde exterior:
En este método, se gira una calzada que tiene una pendiente transversal recta,
diferente que para los otros métodos. Para una pendiente transversal recta, se
calcula la rasante del borde exterior, y el cambio requerido en la pendiente
transversal se hace bajando el borde interior, como se muestra en la Figura D.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
La calzada gira alrededor de la rasante del borde exterior porque este punto se usa
más a menudo para el giro de las calzadas de dos carriles en un sentido y con la
rasante aplicada a lo largo del borde del lado del bordillo. La calzada también podría
girarse alrededor de la división de carril o alrededor de la rasante del borde interior,
similar a las Figuras A o B.
Desarrollo del Peralte en Curvas de Transición
Las curvas de transición (clotoides) proporcionan la longitud (ls) adecuada para el
desarrollo del peralte; o sea, todo el peralte puede ser distribuido entre el TS y el
SC, y entre el ST y el CS. De esta forma, cuando la curva de transición alcanza el valor
del peralte máximo que le corresponda (SC o CS), el vehículo estará solicitado por la
máxima fuerza centrífuga, para esa velocidad de diseño y ese radio de curvatura;
aumentando las condiciones de seguridad de la carretera.
De la misma forma que en las curvas circulares simples, para el desarrollo del peralte
en las curvas clotoides se utilizan tres procedimientos:

Giro de la sección transversal por el eje de la vía.

Giro de la sección transversal por el borde interior.

Giro de la sección transversal por el borde exterior.
Sobreancho
La necesidad del sobreancho es motivada porque los vehículos ocupan un ancho
mayor cuando circulan por una curva, que cuando lo hacen por las tangentes del
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
trazado; además de que los conductores tienen mayor dificultad para mantener el
vehículo en el centro del carril por el cual circulan.
Varios son los factores que influyen en la determinación de los valores máximos de
sobreancho en las carreteras de dos carriles de circulación; estos son:
a) El vehículo de diseño promedio,
b) Espacio libre lateral por vehículo; el cual depende del ancho del carril de
circulación y que para carretera de dos carriles de circulación será:
Para a = 5.50 m ... C = 0.45 m
Para a = 6.00 m ... C = 0.60 m
Para a = 6.50 m ... C = 0.75 m
Para a = 7,00 m ... C = 0.90 m
donde: a: ancho de la vía; en metros y C: espacio libre lateral por vehículo; en
metros.
c) Del ancho del voladizo frontal o saliente del vehículo. Se designa por Fa; en
metros.
d) De la tolerancia en ancho lateral por dificultades de conducción en la curva. Se
designa por Z; en metros, y obedece a la siguiente expresión:
donde:
V: velocidad de diseño; en km/h.
R: radio de la curva en el eje; en metros.
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Wn = (U + C) + Fa + Z
donde:
Wn: ancho de un carril de circulación en curva; en metros.
U: ancho de la trayectoria del vehículo en la curva (medido entre los neumáticos);
en metros.
El carril de sentido contrario será igual en magnitud que el anterior, descontando el
valor correspondiente de Fa; ya que no existe en este caso; además, la tolerancia en
ancho lateral (Z) es común para ambos carriles.
Si se tienen en cuenta estas consideraciones, el ancho total del pavimento
ensanchado será:
Wn = (U + C) + Fa + Z + U + C
Wn = 2 (U + C) + Fa + Z (para 2 o n carriles)
De acuerdo a AASHTO, si el sobreancho por carril es menor que el espacio libre C,
no es necesario el ensanchamiento.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Desarrollo del sobreancho
Tanto SIECA (AASHTO) como otros autores, recomiendan la distribución del
sobreancho en la misma proporción que el desarrollo de la sobrelevación, sin
embargo, hay discrepancia en cuanto al lado en que se coloca el sobreancho, dentro
o fuera de la curva.
SIECA 2011 indica que el sobreancho debe proporcionarse en la parte interna de la
curva, en ambos sentidos.
Lo cual constituye una ampliación efectiva del radio de la curva, que podría requerir
un sobreancho mayor, y además, un retroceso con respecto a lo especificado por
AASHTO 2004 que indicaba ensanchamiento en ambos sentidos de la curva, en la
versión de 2011 se indica que el sobreancho debe proporcionarse en la parte interna
en curvas circulares y en ambos sentidos en curvas con espirales.
Las siguientes consideraciones son abordadas en el AASHTO 2011 y en la SIECA.
Hombros
De acuerdo a la SIECA, los hombros o espaldones, son las áreas de la carretera
contigua a los carriles de circulación, y que tienen su justificación en:
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i. La necesidad de proveer espacios para acomodar los vehículos que
ocasionalmente sufren desperfectos durante su recorrido, ya que sin los hombros,
los vehículos en problemas se ven obligados a invadir los carriles de circulación, con
riesgos para la seguridad del tránsito.
ii. Proporcionan estabilidad estructural al pavimento de los carriles de circulación
vehicular, mediante el confinamiento y protección adicional contra la humedad y
posibles erosiones.
iii. Para permitir los movimientos peatonales y de bicicletas en ciertas áreas donde
la demanda lo justifique.
iv. Proporcionan espacio libre para la instalación de señales verticales de tránsito.
v. Proporcionan seguridad al usuario de la carretera al tener a su disposición un
ancho adicional, fuera de la calzada, para eludir accidentes potenciales o reducir su
severidad.
Es muy importante que el hombro tenga una apariencia tal que invite a usarlo en las
emergencias, en todas las condiciones del tiempo; debe ser tan parejo en su
superficie, que permita la desaceleración del vehículo sin peligro, pero no debe
provocar el deseo de usarlo como carril de circulación porque se anularía su utilidad
como refugio en situaciones de emergencia.
Donde haya que acomodar ciclistas, es aconsejable ampliar los hombros a 1.20
metros de ancho mínimo. Para las carreteras colectoras del sistema vial
Centroamericano, este mínimo se puede ampliar a 1.60 metros.
Puesto que por otra parte es recomendable que un vehículo estacionado o en
reparación despeje el carril exterior a una distancia comprendida entre 0.30 y 0.60
metros, se ha recomendado que el hombro exterior alcance una sección de 3.00
metros en las autopistas arteriales, para dar refugio a un vehículo pesado de 2.60
metros de ancho, reduciéndose a 2.50 metros dicho requerimiento, si el propósito
es proteger un automóvil cuyo ancho de diseño es de 2.10 metros.
Los hombros deben ser revestidos para proporcionar un mejor soporte a la calzada
y redondeados en el borde exterior. El revestimiento puede ser de grava, de
material estabilizado químicamente o consistir en un tratamiento superficial
bituminoso, una mezcla asfáltica o un concreto hidráulico, según las características
de la carretera y las demandas del tránsito.
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Dentro de la práctica corriente de diseño de los hombros, debe considerarse una
pendiente máxima transversal del 6 por ciento dependiendo de la pluviosidad del
lugar, empezando con un mínimo de 2 por ciento. Por tipo de superficie, los
hombros pueden tener pendientes transversales de 2 al 6 por ciento cuando se trata
de hombros asfaltados o con concreto hidráulico, de 4 a 6 por ciento en hombros
revestidos de grava y de 6 a 8 por ciento en hombros engramados. En curvas
horizontales con sobreelevación, predomina el porcentaje de sobreelevación de la
calzada. En las obras de arte no deberá variarse esta disposición.
AASHTO agrega a estas explicaciones, aspectos visuales, estéticos y de drenaje, y
además los clasifica en pendiente (graded) y usables.
Igualmente recomienda que los hombros deben estar claramente definidos, ya sea
por la separación física de la calle (rumble strips) o por diferente color del
pavimento.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Drenaje Longitudinal y Taludes Laterales
Para AASHTO esto forma parte del diseño lateral del camino (cap. 4, AASHTO
Roadside Design Guide y AASHTO Drainage Design Guide y Capítulo 8 de SIECA) y
toma en cuenta:
-
Área Libre, que es una zona lateral sin obstrucciones visuales
-
Ancho efectivo, especialmente en zona urbana, donde se mejoran las
condiciones laterales para evitar obstrucciones, por ejemplo, hasta la
pared del cordón cuneta.
-
Se prohíben inclinaciones de cuneta
mayores a 1V/4H por ser
peligrosas, y recomiendan 1V/5H y 1V/6H por ser mas seguras.
-
Los taludes laterales deben proveerse de tal manera que la conducción
pueda ser recobrada después de una pérdida del control del vehículo.
-
Se hacen recomendaciones sobre taludes en rellenos, que deben
permitir el adecuado drenaje y ser lo mas planas posibles.
-
Se recomienda la colocación de barerras de ruido.
-
Se hacen las recomendaciones para la colocación de barreras
vehiculares laterales y como mediana.
-
En zonas urbanas se recomienda el tratamiento que hay que dar a las
calles paralelas libres (marginales) a las intersecciones y pasos a nivel
(frontage roads) y sus separaciones exteriores (outer separations)
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
INTERSECCIONES
En general se define una intersección como la zona donde dos o más caminos se juntan, o se cruzan,
incluyendo las instalaciones o canalizaciones para permitir o controlar los movimientos en ella. Cada
vía o ruta que llega o parte de una intersección, constituye un ramal, siendo el caso más común el
de las intersecciones de cuatro ramales. Es deseable que una intersección no tenga más de cuatro
ramales.
La eficiencia, seguridad, velocidad, costo y capacidad dependen en alto grado de su diseño.
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Hay diferentes tipos de intersecciones, que se pueden dividir fundamentalmente en intersecciones
a nivel, cruces a distinto nivel sin rampas de conexión e intercambio.
Los elementos de diseño que sirven a una intersección a nivel, especialmente los que conciernen a
los giros, son también aplicables a los intercambios.
La principal función del diseño de intersecciones, es reducir los conflictos que se suceden entre los
vehículos y facilitar el movimiento de los mismos.
El diseño debe tender a respetar las trayectorias naturales de los usuarios y sus características
operativas.
Se debe tener en cuenta:
A: Factores humanos
1. Comportamiento habituales de los usuarios, conductores, ciclistas y peatones.
B: Tránsito
1. Capacidad, actual y diseño.
2. Diseño de giros - necesidades - Nº de carriles.
3. Tipo de vehículo.
4. Tipo de movimiento, divergencia, convergencia, entrecruzamiento y cruce.
5. Velocidad diseño.
6. Antecedentes de accidentes.
7. Movimiento de bicicletas.
C: Elementos físico - geométricos
1. Pendientes.
2. Visibilidad. Curvatura vertical y horizontal.
3. Angulo de intersección.
4. Análisis de conflictos.
5. Carriles de intercambio de velocidad.
6. Dispositivos de control de tránsito (semáforos).
7. Geometría - Radios - Longitudes de diferentes elementos de diseño.
8. Iluminación.
9. Seguridad - Instalaciones.
10. Tráfico de bicicletas.
11. Factores ambientales.
D: Factores económicos
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1. Costos de las mejoras.
2. Efecto de las restricciones impuestas al tránsito sobre las zonas adyacentes,
residenciales o comerciales.
CRITERIOS DE ELECCIÓN
De acuerdo al capítulo V del manual de la SIECA, algunas consideraciones básicas de alcance
general.
-
El diseño de las intersecciones de una carretera debe corresponder en un todo a su
función, para responder así a las necesidades de los vehículos automotores que se
interceptan o mezclan en dicha área de encuentro.
-
La seguridad en las intersecciones, depende en gran medida de su percepción por los
usuarios, de la facilidad con que la geometría y el funcionamiento de la misma es
percibida desde lejos y en sus proximidades, así como comprendida por automovilistas
y peatones. En este sentido, resulta interesante el mantenimiento de una cierta
homogeneidad en el diseño de las intersecciones a lo largo de una carretera. Asimismo,
debe tenerse en mente el propósito de que el cruce y sus aproximaciones constituyan
un conjunto coherente.
-
Debe resaltarse el diseño y construcción de aquellas intersecciones que marcan el
cambio entre dos tramos diferentes. Concretamente, la primera intersección de una
carretera o segmento de la misma tiene una importancia decisiva para el
comportamiento de los conductores en el conjunto de la instalación vial. En dicha
intersección deben manifestarse las nuevas funciones de la vía, la velocidad que se
pretende garantizar, su capacidad y la transición entre los dos regímenes de circulación.
-
En las intersecciones a nivel, puede ser útil el empleo de materiales especiales en la
superficie de rodamiento, que sean visibles día y noche y que demarquen el espacio del
cruce.
-
La velocidad de circulación en la intersección y su entorno debe reflejarse en su
geometría y ser complementada por una señalización clara y concisa.
-
Adquiere importancia decisiva en las intersecciones la información sobre destinos, por
lo que un efectivo señalamiento de tipo informativo resulta imperativo para facilitar la
oportuna toma de decisiones de parte de los usuarios.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
-
Desde el punto de vista de la geometría del diseño geométrico, deben establecerse con
cierta exactitud los radios de giro, en función del vehículo de diseño, y proyectarse en
forma consecuente las islas y contornos de la intersección.
Para seleccionar el tipo de intersección, existen aspectos generales a considerar, donde el
proceso de estudio podría incorporar las siguientes fases:

Un estudio del tránsito de vehículos en la intersección, actuales y proyectados, que
incluya volúmenes por acceso, movimientos direccionales, distribución horaria y
datos en hora pico o punta y composición del tránsito por tipos de vehículos.

Estudios especiales del movimiento peatonal, donde el caso lo justifique.

Definición previa de los objetivos de la intersección en relación al funcionamiento
de la carretera.

Definición de objetivos en relación al entorno, en especial lo relativo a la
preservación de lugares con atractivos turísticos y la protección del ambiente local.

Estudio de posibles opciones dentro de parámetros de diseño conciliados con su
entorno, tomando en cuenta capacidad, nivel de servicio, costos de construcción y
mantenimiento.
El elemento costo ha sido determinante para que en las carreteras regionales de
Centroamérica
muchas
intersecciones
continúen
funcionando
como
simples
intersecciones a nivel, cuando los volúmenes de tránsito y la intensificación de los
conflictos son una clara demostración de que hay que utilizar intersecciones canalizadas
y, en algunos casos, intersecciones a desnivel o intercambios.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
CONCEPTOS GENERALES
Se denomina intersección el área donde dos o más carreteras se intersectan, ya sea
uniéndose o simplemente cruzándose. A cada vía que sale o llega a una intersección se le
puede identificar como ramal o acceso de la intersección.
A los elementos que unen las distintas ramas de una intersección se les conoce como
enlaces, que adquieren el nombre de rampas cuando unen dos vías a diferentes niveles.
Dentro del área de una intersección, se realizan maniobras de divergencia o separación,
convergencia o integración y cruce, a las cuales se deben añadir las maniobras de
entrecruzamiento. Todas estas maniobras son fuente de conflictos, no sólo para el
conductor que realiza la maniobra misma, sino que puede abarcar también a otros vehículos
que se aproximan a la zona de conflicto, en la cual los conductores involucrados en el propio
uso de la intersección, pueden causar trastornos o problemas a los demás conductores que
operan hacia delante o hacia atrás de la intersección.
La divergencia o separación es la maniobra más sencilla y, por lo tanto, la menos conflictiva
de las que se realizan en una intersección. El área de conflicto comienza en el punto donde
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
se reduce la velocidad del vehículo que se separa de la corriente, afectando al vehículo que
va detrás de él a distancia prudencial, hasta que completa la maniobra.
La convergencia o integración no puede realizarse a voluntad del conductor, sino que debe
ser diferida hasta que exista un espacio adecuado entre dos vehículos que circulen por el
carril al cual se va a incorporar. El área de conflicto se extiende hasta donde el vehículo que
converge alcanza la velocidad de la corriente del tránsito en dicho carril.
El área de conflicto del cruce ocurre a una distancia del área de posible colisión hacia atrás,
tanto del vehículo que cruza como de los vehículos que facilitan dicho cruce en la
intersección.
Bajo la denominación de entrecruzamiento se identifica el cruce de dos corrientes de
tránsito que circulan en un mismo sentido y que se efectúa mediante sucesivas maniobras
de convergencia y separación. La zona de entrecruzamiento la constituye un camino de un
sentido de circulación, cuya longitud y ancho determina la posibilidad de que en forma
segura se realicen las maniobras de convergencia en un extremo y de divergencia en el
extremo opuesto.
En las zonas de entrecruzamiento las operaciones deben realizarse a una baja velocidad
relativa, para obtener mayor seguridad con un mínimo de demora para los usuarios. La
longitud de la zona de entrecruzamiento determina el tiempo de maniobra disponible para
los usuarios de la instalación, como sucede típicamente en las rotondas. De hecho, un cruce
directo de dos carreteras se puede transformar mediante el diseño en una zona de
entrecruzamiento.
El proyecto de una intersección se inicia desde el estudio de las áreas de maniobra, que
incluye el área potencial de colisión o conflicto y la parte de los accesos desde la cual se ve
afectada la operación de los vehículos. Las áreas de maniobras pueden ser simples,
múltiples y compuestas.

Es simple cuando dos vías de un solo sentido de circulación y un solo carril se cruzan,
convergen y divergen.

Es múltiple cuando se presentan las mismas condiciones de circulación
unidireccional, pero concurren más de dos carreteras o arterias en la intersección.

Es compuesta, cuando las maniobras se efectúan en más de un solo carril de
circulación.
Las áreas de maniobras múltiples deben evitarse hasta donde ello sea posible.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Para una buena operación del tránsito es fundamental que los conductores afronten un solo
conflicto cada vez. Debe haber suficiente separación en tiempo o en espacio, entre dos áreas
de maniobras sucesivas, para brindar las condiciones necesarias para que los conductores
ajusten sus velocidades y trayectorias a las condiciones de cada conflicto potencial.
Clasificación General

Intersecciones a Nivel y Canalizadas

Intersecciones Controladas por Semáforos

Rotondas

Intersecciones a Desnivel e Intercambiadores
Intersecciones a Nivel
Los tipos básicos de intersecciones a nivel son: Las intersecciones en T, con múltiples
variaciones angulares, las intersecciones de cuatro ramales y las intersecciones
múltiples.
Intersecciones de tres ramales
Casos típicos de intersecciones de tres ramales
También se pueden proveer giros a la derecha sin detención, pero deberá estar
supeditado a una convergencia adecuada. En una intersección típica de tres ramales las
diferentes trayectorias son seis, pero los conflictos posibles son mucho más numerosos.
A esto debemos agregar el cruce de peatones, que también debe ser tenido en cuenta.
Trayectorias en una intersección de tres ramales
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
En cada caso, el tipo está determinado fundamentalmente por el número de ramales,
la topografía y el modelo del tránsito previsto para el diseño.
Una intersección puede variar en tamaño, forma y grado de canalización.
Los principios de diseño aplicables a intersecciones en zonas urbanas, también lo son
para zonas rurales.
En zonas urbanas puede surgir la necesidad de mayor control de tránsito por medio de
semáforos, desde advertencias sin detención, detención para los volúmenes menores o
para ambas direcciones, ya sea de tiempo fijo o según el tránsito que llega a la misma.
Canalización
Como se puede observar en estos ejemplos de intersecciones simples sin ningún tipo de
mejora, los conflictos tienden a concentrarse en un punto para el tránsito pasante y los
giros a la izquierda, siendo los puntos restantes de mayor significación los de
convergencia de los movimientos que se alejan de la intersección. Los conflictos
mencionados se pueden ordenar mediante la canalización, que consiste en separar los
movimientos en diferentes trayectorias por medio de islas o señalización horizontal en
el pavimento para facilitar la circulación más segura y ordenada de vehículos y peatones.
Ejemplos de canalización
Una apropiada canalización aumenta la capacidad, mejora la seguridad e inspira
confianza al conductor.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Una canalización mal realizada puede ser perjudicial y a veces es peor que la ausencia
total de la misma. Un exceso de canalización se debe evitar porque puede crear
confusión y maniobras equivocadas. Por ejemplo, islas muy pequeñas con bordillos no
montables pueden ser no vistas a tiempo y provocar accidentes.
Generalmente es aconsejable una canalización simple, que puede aumentar en alto
grado la seguridad del cruce. Un tratamiento apropiado para los giros a la izquierda,
puede ser suficiente. Por ejemplo un carril auxiliar de giro a la izquierda, reduce el
peligro de un choque trasero y provee un lugar de espera para efectuar el giro cuando
se produce la oportunidad.
Del mismo modo, un carril adicional a la derecha, permite al vehículo que se aproxima
a la intersección, reducir su velocidad sin peligro de ser embestido por la parte trasera,
y girar oportunamente. Similarmente, un carril derecho adicional en el sector de
incorporación, reduce la fricción con los vehículos convergentes. Esta elección depende
de los respectivos volúmenes de giros y pasantes, así como también de las respectivas
velocidades de operación. Un carril exclusivo de giro a la derecha se puede obtener
mediante la ampliación del radio de giro a la derecha en la medida suficiente para crear
una isla de separación entre la misma y la zona de circulación previa.
En el caso de grandes volúmenes o altas velocidades, un carril adicional sobre el borde
derecho para el tránsito pasante es altamente recomendable, porque independiza en
gran medida el tránsito más veloz de aquellos que deciden girar a la izquierda.
Generalmente es aconsejable una canalización simple, que puede aumentar en alto
grado la seguridad del cruce. Un tratamiento para los giros a la izquierda, puede ser
suficiente. Por ejemplo un carril auxiliar de giro a la izquierda, reduce el peligro de un
choque trasero y provee un lugar de espera para efectuar el giro cuando se produce la
oportunidad.
Del mismo modo, un carril adicional a la derecha, permite al vehículo que se aproxima
a la intersección, reducir su velocidad sin peligro de ser embestido por la parte trasera,
y girar oportunamente. Similarmente, un carril derecho adicional en el sector de
incorporación, reduce la fricción con los vehículos convergentes. Esta elección depende
de los respectivos volúmenes de giro y pasantes, así como también de las respectivas
velocidades de operación. Un carril exclusivo de giro a la derecha se puede obtener
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
mediante la ampliación del radio de giro a la derecha en la medida suficiente para crear
una isla de separación entre la misma y la zona de circulación previa.
En el caso de grandes volúmenes o altas velocidades, un carril adicional sobre el borde
derecho para el tránsito pasante es altamente recomendable, porque independiza en
gran medida el tránsito más veloz de aquellos que deciden girar a la izquierda.
Para los giros a la izquierda, a partir de ciertos volúmenes y velocidades, es preferible
incluir una isla divisoria, especialmente en la calzada pasante, del ancho suficiente para
albergar un carril exclusivo de espera y almacenamiento para los giros a la izquierda,
que puede ser con bordillos o simplemente pintada con un rayado de alta visibilidad,
esto último dependiente del grado de educación vial y comportamiento de los
conductores. Es conveniente que sea lo más larga posible, según la disponibilidad de
espacio transversal. Es habitual que en zonas rurales, también en muchas intersecciones
urbanas haya gasolineras o restaurantes en las inmediaciones del cruce, y la ubicación
de isletas con bordillos puede restringir el acceso de clientes, por lo que la alternativa
de islas pintadas constituye una alternativa más viable. Se muestran en forma
esquemática algunos ejemplos de canalización con islas divisorias.
Ejemplos de intersecciones canalizadas con islas divisorias
Intersección de cuatro ramales
Como se puede observar en los ejemplos siguientes, las generalidades y principios
enumerados para las intersecciones de tres ramales, también son aplicables a las de
cuatro ramales.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Ejemplos de intersecciones simples de cuatro ramales
El en gráfico se indica el tipo más simple de intersección, que es aplicable a cruces
urbanos, de caminos secundarios o locales, y a veces apropiado para cruces de caminos
menores con rutas de mayor importancia. El angulo del cruce con la normal no debe
exceder los 30 grados. El ensanche o abocinamiento se limita al provocado por el
redondeo de las esquinas para permitir los giros.
En el siguiente ejemplo se observa una intersección ensanchada o abocinada con
aumento de su capacidad para los tránsitos pasantes y giros. Los ensanches en la vía
transversal alejan los conflictos de divergencia y convergencia y permiten que el tránsito
pasante circule lentamente mientras los vehículos detenidos se preparan a girar a la
izquierda.
Dependiendo de los volúmenes relativos de tránsito, y del tipo de control de tránsito
usado, el abocinamiento se complementa con la incorporación de carriles adicionales
en la calzada principal o con zonas de transición en la calzada transversal como se
observa en la figura.
Estas zonas de transición deben ser preferiblemente mayores de 45 m de longitud en el
carril que se aproxima al cruce, y 60 m en el carril de salida de la intersección.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Ejemplo de intersección simple de cuatro ramales ensanchada y con demarcación
horizontal
En este ejemplo la zona marcada divide a la ruta principal proveyendo un carril adicional
para espera, almacenamiento y giro a la izquierda, siempre que los volúmenes en la
calzada transversal no sean altos y los cruces sean infrecuentes. La zona marcada debe
tener como mínimo un ancho de 3.60 m. en su parte más ancha, y los carriles pasantes
deben tener un sobreancho mínimo de 0.50 m. adicional a cada lado, al llegar a la zona
de cruce.
Intersecciones de cuatro ramales canalizadas
Analizando la intersección a diseñar o mejorar, en función de su ángulo, tránsitos
relativos, velocidad y volúmenes de giro, podremos determinar qué movimientos
deberemos favorecer con la canalización, proveyendo realinamiento del ángulo de la
intersección, carriles exclusivos de giro a la derecha, abocinamientos, carriles
adicionales para el tránsito pasante, divergente o convergente, islas divisorias para
proteger y controlar los movimientos de vehículos y/o carriles de giro a la izquierda.
Esto resulta en diferentes niveles de categoría de intersección, donde la economía
estará en no sobredimensionar la superficie pavimentada innecesariamente, y
seleccionar las mejoras necesarias para cada movimiento según sus características,
pudiendo resultar un cruce de tratamiento asimétrico pero de excelente
comportamiento.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Ejemplos de intersecciones de cuatro ramales canalizadas
Intersecciones de ramales múltiples
Se denominan de esta manera, aquellas intersecciones de cinco o más ramales. Se
deben evitar siempre que sea posible.
Cuando los volúmenes de tránsito son bajos y se utiliza algún dispositivo de control de
parada, puede ser satisfactorio reunir todos los ramales en una sola área pavimentada
común.
Ejemplos de intersecciones de ramales múltiples
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
En intersecciones más importantes, puede mejorarse la seguridad y la eficiencia
mediante reacomodamientos que alejen algunos movimientos conflictivos de la
intersección principal. Esto se puede lograr realineando alguno o algunos de los ramales
que convergen a la intersección, creando una nueva intersección vecina a la primera, o
cambiando la mano de circulación de alguno de los ramales, dándole sentido único de
circulación hacia afuera de la intersección. Dicha intersección secundaria, deberá estar
a una distancia suficiente para no estar afectada por la posible formación de colas de
almacenamiento de vehículos que se detienen en la principal, y no afectar a los
vehículos que salen de la misma.
Ejemplos de realineamiento en intersecciones múltiples
SIECA indica los diferentes desarrollos de los peraltes que deben tener este tipo de
intersecciones.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Radios mínimos para giros a la derecha con islas
Cuando en una intersección se requiere diseñar los radios de giro a la derecha, con la
magnitud necesaria para que un vehículo determinado pueda girar a una velocidad
acorde con la velocidad de operación de la intersección, es habitual que resulte
suficiente espacio para una isla limitada por el borde izquierdo del carril de giro y los
respectivos bordes derechos ensanchados, de las calzadas pasantes. Se hacen tres
divisiones A, B y C corresponden a la siguiente clasificación:
A: Cuando el número de automóviles es predominante, pero se tiene también en cuenta
algunos camiones de dos ejes y buses.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
B: Cuando el número de camiones de dos ejes o buses son suficientes como para
gobernar el diseño (5 al 10% del tránsito total), pero también se tienen en cuenta
algunos camiones con acoplados y semirremolques.
C: Cuando el número de camiones con acoplados y semirremolques es suficiente para
gobernar el diseño.
Tanto AASHTO como SIECA indican tablas con radios mínimos para el diseño de los giros,
dependiendo de la condición, como puede ser (del Manual de Honduras):
Curva compuesta de tres centros
Radios (m) Retiro del borde (m) Ancho de carril (m) Superficie aproximada de la isla (m2)
Angulo de giro Clasificación
A
45-23-45
75
90
105
120
135
150
1
42
55
B
45-23-45
15
54
5
C
55-28-55
1
6
5
A
45-15-45
1
42
5
B
45-15-45
15
54
75
C
55-20-55
2
6
115
A
36-12-36
6
45
65
B
30-11-30
15
66
5
C
55-14-55
24
9
55
A
30-9-30
8
48
110
B
30-9-30
15
72
85
C
55-12-55
25
102
200
A
30-9-30
8
48
430
B
30-9-30
15
78
350
C
48-11-48
27
105
600
A
30-9-30
8
48
1300
B
30-9-30
20
90
1100
C
48-11-48
21
114
1600
SIECA indica el tipo de Islas
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Consideraciones para los Giros a la izquierda
Algunos de los factores geométricos y operacionales que influyen en la disposición de
construir carriles para giros de izquierda, son los que siguen:

Clasificación funcional de carreteras de dos o más carriles, con y sin mediana.

Uso de dispositivos para el control del tránsito, con semáforos, marcas en el
pavimento y señales verticales.

Velocidad de los vehículos.

Volúmenes de tránsito que giran a la izquierda.

Otros volúmenes de tránsito en la intersección bajo análisis.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

Características del entorno de la intersección (urbano, suburbano, rural).

Características topográficas del sitio.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Visibilidad en intersecciones a nivel
Los accidentes en las intersecciones son comunes y parte de ellos se deben a diseños
obsoletos o diseños que, pese a ser adaptados a las nuevas tecnología, enfrentan
situaciones de incomprensión de parte de los usuarios sobre la operación funcional de
los mismos. Consecuentemente, el diseño de esta parte de las carreteras debe ser
estudiado con mucho cuidado para evitar, hasta donde sea posible, todas las situaciones
de riesgo que puedan llevar a movimientos azarosos de la corriente de tránsito. Uno de
los elementos que debe llamar especial atención, es el diseño de distancias seguras de
visibilidad en los accesos para los vehículos que circulan por la intersección.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
El conductor que se aproxima a una intersección a nivel debe tener una visión sin
obstáculos de la intersección completa y de suficiente longitud de la carretera que
intercepta, para tener el control necesario del vehículo que le evite colisiones con otros
vehículos. Debe existir una distancia de visibilidad suficiente sin obstáculos a lo largo de
ambos accesos de las carreteras en una intersección, para permitir que los conductores
de los vehículos que se aproximan simultáneamente alcancen a verse el uno al otro con
tiempo suficiente para prevenir colisiones.
Cada conductor dispone de tres posibilidades, acelerar, reducir la velocidad y detenerse.
Para cada caso, la relación espacio-tiempo-velocidad determinará el triángulo de
visibilidad libre de obstrucciones que debe existir o, de otra manera, establecer las
restricciones operativas necesarias para la seguridad de los movimientos donde se
presenten condiciones inferiores a las deseables. Cualquier objeto dentro del triángulo
de visibilidad mostrado en la figura, que sea suficientemente alto sobre la elevación de
la carretera adyacente, como para ser un obstáculo visual, debe ser removido o
reducido en su altura.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Intersecciones con Semáforo
Solo se listan las consideraciones al respecto de la SIECA:
Este tipo de intersecciones se ha convertido en la forma de regulación más común de las
intersecciones urbanas en todo el mundo, a partir de ciertos volúmenes de tránsito.
Las intersecciones Semaforizadas presentan las siguientes ventajas:

Proporcionan unas reglas simples y universales para el paso de vehículos.

Pueden adaptarse a través de modificaciones del ciclo y fases de los semáforos a
distintas condiciones de tránsito.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

Facilitan el paso de peatones, otorgándoles tiempo propio dentro del ciclo usual de
los semáforos.

Su ocupación de superficie es mínima, donde usualmente el valor del terreno es alto
y grandes las limitaciones para su adquisición.

Permiten la coordinación de los recorridos principales mediante la coordinación de
los semáforos en cascada, para mayor efectividad de la circulación del tránsito.

Se integran bien en la textura urbana.
Sus desventajas más claras son:

Aumentan los tiempos inútiles de espera donde se presentan condiciones de escasa
o nula circulación durante prolongados períodos.

Requieren un mantenimiento continuo y complejo si forman parte de una red
centralmente operada por computadoras, como sucede en el entramado de las vías
de ciertas áreas urbanas.

Su complejidad aumenta notablemente si se trata de asegurar todos los
movimientos en la intersección y, en concreto, los giros a la izquierda. Estos últimos
entran en conflictos con los pasos de peatones.

No permiten el cambio de sentido.
Intersecciones a Desnivel
De los tres tipos básicos de intersecciones usuales en carreteras - las intersecciones a nivel,
los simples cruces a desnivel para separar corrientes de tránsito y los intercambios - cada
uno está previsto para desempeñar su propio papel, determinado éste en función de los
volúmenes de tránsito de diseño, de la distribución direccional de los diversos movimientos
del tránsito, de los costos como un elemento de primordial consideración, la topografía y la
disponibilidad de derechos de vía, ocupando la categoría superior como solución técnica de
diseño los intercambios, también conocidos como distribuidores y entronques a desnivel.
En los países en desarrollo hay un elemento adicional importante a tomar en consideración:
la necesidad de desarrollar una cultura para el uso apropiado y el seguimiento de las normas
de operación de los intercambios, que hagan relucir sus ventajas en cuanto a seguridad,
fluidez y economía en la circulación. Instrucciones simples, diseños para maniobras
naturales y señalización oportuna, son componentes complementarios del esfuerzo de
educación de los usuarios para el mejor uso de estas instalaciones.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Donde el tránsito de una carretera es de baja intensidad y subordinado al tránsito en la
carretera principal, éste no sufre inconvenientes por la existencia de una intersección a
nivel, situación en la cual el tránsito secundario es sacrificado y obligado a soportar los
tiempos de espera para realizar las maniobras permitidas.
Los tiempos de espera y las incomodidades van creciendo a medida que la vía secundaria
incrementa su movimiento vehicular. El caso extremo ocurre en el momento en que ambas
corrientes de tránsito siendo aproximadamente iguales, experimentan retrasos
significativos que sufre el 50 por ciento de todo el movimiento de los vehículos en la
intersección.
La idea de la separación de niveles para liberar el flujo de ambas corrientes o, en una opción
más elaborada, la separación de niveles con su dotación de rampas, surge entonces como
una opción justificada y justificable. La separación de niveles operará sin dificultades para la
corriente principal que tendrá obvia preferencia, excepto cuando en el perfil se introducen
pendientes longitudinales largas y pronunciadas, complicándose la operación de camiones
y otros vehículos pesados. En este sentido, los terrenos ondulados se prestan más al diseño
de los intercambios en armonía con el medio, caso contrario al de los terrenos planos, donde
hay que aplicar un poco de imaginación paisajista para procurar soluciones visualmente
agradables y prácticamente funcionales. Las rampas en estos intercambios no tienen
efectos negativos en la corriente principal, excepto cuando la capacidad de dichas rampas
es insuficiente, los carriles de aceleración y desaceleración y los entrecruzamientos no son
de la longitud apropiada o se carece de algún tramo de las rampas de giro.
Las rampas están dispuestas para facilitar las maniobras del tránsito en los intercambios.
Una rampa de un solo cuadrante, puede ser suficiente cuando los volúmenes son bajos. Sin
embargo, puede ser que las operaciones de giro a izquierda en ambos extremos de la rampa,
tengan que ser sustituidas por una solución con dos cuadrantes, de forma que los giros a
izquierda solamente se realicen en la vía secundaria o menor.
La solución óptima, desde luego, ocurrirá cuando el intercambio ocupe los cuatro
cuadrantes para convertirse en la conocida solución en trébol. Ahí todos los movimientos
del tránsito son directos y naturales. La complejidad operativa de los tréboles ocurre en los
aros de cada cuadrante, donde se puede generar algún grado de confusión, además de que
se requiere un área de entrecruzamiento que, para ser eficiente, debe contar con la longitud
apropiada de diseño determinada por los volúmenes de tránsito que se entrecruzan. Pero
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
el trébol es apenas una de las formas más conocidas de los intercambios utilizados en el
medio vial.
Criterios Generales
Para dar respuesta a la pregunta de cuáles son las condiciones para la construcción
de un intercambio, cabe recurrir al análisis de diversos factores que deben ser
cuidadosamente examinados y ponderados con propiedad.
En orden de prioridad, las condiciones más importantes para la construcción de
intercambios tienen que ver con los volúmenes de tránsito para diseño, la
eliminación de embotellamientos o congestionamientos del tránsito, los aportes a
la seguridad vial, la clasificación de la arteria en lo relativo al control en los accesos,
los resultados del análisis de beneficios y costos, la disponibilidad de recursos para
inversión, incluyendo la construcción por etapas, y la topografía del sitio. Según sea
la profundidad del análisis emprendido, la respuesta final debe indicar cuándo,
dónde y cómo debe construirse el intercambio propuesto. Otros criterios más
podrán complementar a los antes señalados, cuyo listado en ninguna manera puede
considerarse como exhaustivo.
La Relación de Beneficios y Costos
Es fundamental soportar la recomendación de la construcción de un intercambio en
una comparación de los beneficios y costos del mismo. De un lado se habrá de
colocar un costo de inversión inicial que seguramente será bastante elevado,
resultado de la construcción de estructuras para la separación de niveles, carreteras
de paso preferencial, rampas, trabajos de nivelación y de desarrollo paisajístico,
instalación de servicios especiales, etc.; a este costo inicial se le habrán de sumar
gastos anuales en concepto de mantenimiento, comparativamente más elevados
que si se tratara de una intersección a nivel. Del lado de los beneficios, se podrá
contar con volúmenes significativos de ahorros en costos de operación de los
vehículos y tiempos de espera (expresados estos últimos en costos del tiempo de
los conductores y los pasajeros), durante todo el ciclo del proyecto. Los resultados
de la comparación de ordinario son favorables a la solución de intercambio, sobre
todo cuando el movimiento de paso es predominante. Solamente por efecto de la
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
operación de las rampas direccionales, por ejemplo, se pueden generar ahorros
considerables en las distancias de recorrido y eliminar las reducciones en
velocidades. La realidad es que en el análisis económico de un intercambio, no es
sólo la comparación de éste frente a una intersección a nivel, también es la
comparación técnica y económica de un elenco de alternativas viables para
seleccionar la mejor y más apropiada al medio.
Insuficiente Capacidad de la Intersección a Nivel
Los volúmenes de tránsito en exceso de la capacidad de una intersección a nivel, en
la cual se han agotado las opciones operativas y de bajo costo relativo para
incrementar la fluidez del movimiento, constituyen una clara invitación a considerar
la construcción de intercambios. Al nivel de servicio F, que es prácticamente cuando
la relación volumen/capacidad se aproxima a la unidad, el flujo del tránsito se vuelve
forzado, las velocidades se restringen al máximo y los tiempos de espera se tornan
insoportables, obligando a algunos conductores a sacrificar su propia seguridad,
realizando
maniobras
riesgosas
para
superar
el
embotellamiento.
Consecuentemente, se incrementa la tasa de accidentalidad del sitio de la
intersección, que pasa a ser señalada como una zona de peligro.
El Control en los Accesos
Donde la clasificación funcional de una carretera determina que debe disponer de
control total en los accesos, está implícita la necesidad de construir intercambios en
las intersecciones principales con las otras carreteras de la red. Esto significa que en
su conjunto y con una visión de sistema, la carretera obligará a readecuar todas las
intersecciones en un proceso de redistribución de flujos, relocalizando unas
intersecciones, clausurando otras para reorientar o concentrar el movimiento,
construyendo cruces a desnivel donde no interesa que exista interferencia en el
tránsito principal, y dejando por último los sitios en donde necesariamente habrá
que proveer intercambios.
Un análisis similar habrá de hacerse en aquellas carreteras que están supuestas a
contar con control parcial en los accesos, aunque las exigencias sean de menor nivel,
pues en casos tales se admite la existencia de intersecciones a nivel sujetas a
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
determinados requisitos y exigencias, para favorecer la función de movilidad sobre
la corriente principal del tránsito.
Tipos usuales de Intersecciones a Desnivel
La configuración de los intercambios es variada y en muy raras oportunidades es
permisible hablar de soluciones únicas; más bien los intercambios deben diseñar se
ad-hoc, teniendo a la vista todo el menú de requerimientos y todo el elenco de
alternativas técnicamente posibles.
Sin embargo existen ciertas configuraciones básicas usuales en la práctica de la
ingeniería vial, cuyo conocimiento es esencial, para determinar la medida en que
cualquiera de ellas es aplicable a un caso dado o, en la mejor de las opciones, abrir
la posibilidad para que el diseñador elabore su propia y original solución, al gusto
del cliente y sus necesidades.
Por razones de conveniencia, la primera clasificación de los intercambios usuales es
en función de los ramales, que pueden ser tres o cuatro.
Intercambios de Tres Ramales
El intercambio en trompeta, en T o en Y, es el más común de los que entrelazan tres
ramales importantes, ya que consiste de una o más estructuras de separación de
niveles, en complemento a carreteras de un solo sentido de circulación para todos
los movimientos del tránsito. El movimiento del tránsito de paso tiene preferencia
en esta configuración. De los dos giros a izquierda, se favorecerá al de mayor
volumen con el alineamiento directo, en tanto que el volumen menor se movilizará
por el aro, donde experimentará mayores restricciones para su velocidad y
comodidad. Curvas con espirales de transición son efectivas para el mejor
alineamiento horizontal de las rampas en las trompetas.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Intercambios de Cuatro Ramales
Los intercambios de cuatro ramales se construyen donde se entrecruzan dos
carreteras importantes, que necesitan redistribuir sus corrientes de tránsito en
operaciones de cruce, separación, integración y entrecruzamiento, admitiéndose
como soluciones las configuraciones en diamante, en trébol de cuatro hojas, con sus
variantes de tres, dos y hasta una hoja, y los intercambios con conexiones directas
y semidirectas, que adquieren formas caprichosas y son los más elaborados y
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
costosos de los intercambios posibles. Por su mayor adaptación al medio, se hará
referencia a los intercambios en diamante y en trébol.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Las Estructuras para la Separación de Niveles
La primera consideración para determinar si la carretera principal debe pasar por
arriba o por debajo de la estructura de separación de niveles en un intercambio,
está en función de la adaptación del diseño a la topografía del terreno, adaptación
que será tanto más exitosa cuanto mejor reúna los atributos de ser una solución
estéticamente agradable y funcional, además de fácil de construir y mantener. Si la
topografía predomina, el diseño de la estructura y los demás componentes del
intercambio deben ineludiblemente someterse a ella, sin desconocer la sensible
ponderación que el costo tiene en la escogencia de la mejor alternativa. Un puente
con un solo claro puede cubrir aproximadamente hasta 45 metros, con peraltes en
las vigas de aproximadamente 1/15 a 1/30 del claro total. Puentes de longitudes
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
mayores podrían requerir pilas intermedias soportadas en la mediana, mayores
peraltes de las vigas o mayores rellenos en los accesos para hacer más corta la
longitud total de la solución estructural del puente.
Del anterior criterio pareciera ser indiferente la decisión de si el tránsito principal
de paso es por arriba o por debajo de la estructura. Sin embargo hay pros y contras
a las dos posibilidades extremas.
a) El Paso Inferior por las Estructuras de Separación de Niveles
Se afirma que el paso inferior del tránsito principal, presenta la ventaja de ofrecer
al conductor la visión inmediata del puente del intercambio y de las entradas y
salidas de las diferentes rampas que lo complementan. Esta ventaja se mantiene
aún cuando la rasante del puente se identifica con el nivel del terreno donde la
topografía es relativamente plana, y la carretera principal se deprime un tanto para
acomodar el paso por debajo de la estructura. Otra ventaja adicional la ofrecen las
rampas, que lucen más naturales cuando los vehículos que se separan de la
corriente principal empiezan a perder velocidad en el ascenso de la rampa y, por el
contrario, empiezan a ganar velocidad en el descenso de la rampa para incorporarse
a la corriente principal, haciendo más eficiente el funcionamiento de los carriles de
aceleración. Si se tiene el propósito de atenuar la contaminación por ruidos del
tránsito, el paso inferior de la carretera principal tiene sus ventajas evidentes
b) El Paso Superior por la Cubierta de las Estructuras
El paso superior ofrece, por su parte, las mejores facilidades para el desarrollo del
proyecto por etapas, algo que puede ser sumamente atractivo para los países en
desarrollo. La construcción de una parte del ancho del puente, en una primera
etapa, para luego adicionarle los carriles y la franja divisoria central en los anchos
preestablecidos, constituye un buen ejemplo de un desarrollo incremental o por
etapas de la solución estructural, que no sacrifica nada de la primera parte de la
inversión. Donde una nueva carretera cruza con considerables volúmenes de
tránsito una ruta existente, la construcción de un paso superior ocasiona las
menores alteraciones al tránsito existente, ya que no exige la construcción o
habilitación de desvíos provisionales. Adicionalmente, el cruce de la carretera
principal por arriba no tiene limitación alguna para el movimiento de camiones con
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
cargas de dimensiones extraordinarias, a menos que la estructura del puente sea
una armadura de acero de paso a través.
Finalmente, cabe destacar que el paso superior del tránsito principal es más
favorable para el tratamiento apropiado del drenaje superficial en el área del
intercambio.
Hay otras consideraciones que deben ser evaluadas:
o
Ancho de las Estructuras de Separación de Niveles en los Intercambios.
o
Las Restricciones Laterales
o
Medianas
o
Altura Libre del Paso Inferior
o
Distancia Horizontal para efectuar la Separación de Niveles
Las Rampas
Todos los tipos de configuraciones, disposiciones y tamaños de segmentos de
carreteras para salir de un ramal a otro dentro de un intercambio, se conocen bajo
el nombre genérico de rampas, que en lo esencial están constituidas por una
terminal en cada extremo, provista de giros en uno o en ambos sentidos, una
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
sección de carretera con circulación en un solo sentido, algún grado de curvatura
horizontal con su correspondiente transición y pendiente longitudinal.
Las rampas sirven como carreteras de transición, permitiendo la transferencia de un
vehículo de una carretera a la otra, en movimientos sucesivos de separación y
convergencia La separación convierte una sola corriente de tránsito en dos, en tanto
que la convergencia opera en sentido contrario, integrando en una sola corriente
dos corrientes separadas. Ambos alineamientos (el horizontal y el vertical) son, por
lo general, construidos por debajo de las normas de diseño de las carreteras que
enlazan, aunque en raras ocasiones pueden ajustarse a normas similares. Las
distancias de visibilidad a lo largo de una rampa deben ser por lo menos iguales a
las de visibilidad de parada, aunque se recomienda incrementarlas en un 25 por
ciento o más, antes de llegar a la nariz de la rampa de salida de una autopista.
Los diferentes tipos de rampas se muestran en la figura.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Y tienen consideraciones de velocidad y geometría, listados todos en el capítulo 5
de la SIECA.
Rotondas
Consideraciones Generales
Las soluciones de este tipo son usuales en diferentes partes del mundo para
solucionar a nivel, problemas de congestión del tránsito con volúmenes
intermedios, porque constituyen una forma económica y flexible para dar solución
al movimiento de tránsito en medios urbanos, suburbanos y rurales.
Existen ventajas notorias que dan credibilidad a la decisión de construir este tipo de
facilidad en intersecciones donde se puedan alcanzar las siguientes ventajas:
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

Marcan la transición entre distintos tipos de flujos vehiculares urbanos e
interurbanos, al conseguir la reducción de velocidad a la entrada y salida del
tránsito en los diferentes accesos.

En la rotonda, los vehículos deben transitar a una velocidad uniforme para
incorporarse, entrecruzarse y salir de la corriente de tránsito, sin serios
conflictos.

Las rotondas son aplicables cuando los volúmenes de tránsito que llegan a
la intersección alcanzan unos 60,000 vehículos por día ó 6,000 vehículos por
hora en la hora punta, tomando en cuenta siempre que la proporción de
tránsito en las entradas sea equilibrada. El volumen total de las ramas no
norma el diseño, su capacidad se rige más bien por el tránsito principal y
por el que se entrecruza en el sitio crítico de confluencia de la rotonda.

Las rotondas funcionan mejor en sitios con tránsito peatonal escaso.

Desde el punto de vista de su localización, ofrece ventajas de visibilidad a
los conductores, cuando éstas garantizan una visión segura en sus
aproximaciones y dentro de la isleta central.
Este tipo de intersecciones a nivel se justifica en las siguientes circunstancias:

Cuando la circulación vehicular no es de larga distancia.

Cuando existe una sucesión de pasos a nivel preestablecidos.

Para atender todo tipo de maniobras en las intersecciones, convirtiéndolas
en un movimiento de tránsito ordenado y continuo, de un solo sentido.

Para dar respuesta eficiente a los tiempos de espera fuera de la hora de
punta.

Para dar respuesta eficiente a las solicitaciones de intersecciones de cuatro
accesos o más.

Para ofrecer soluciones de bajo costo relativo en cuanto a construcción y
mantenimiento, toda vez que se cuente con el derecho de vía apropiado.

Para disminuir la tasa de accidentes en las intersecciones a nivel, en
comparación con otras soluciones usuales en intersecciones corrientes.

Cuando se desea aprovechar la isleta central para la ejecución de obras
complementarias de monumentación y ornato.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
En contraposición de los aspectos positivos, hay que mencionar las desventajas
de las mismas:

No se pueden coordinar en carreteras que tienen instalaciones con
semáforos.

No existen prioridades de las corrientes de tránsito en los accesos.

No se concilian con las oleadas de tránsito provenientes de otras

intersecciones vecinas dotadas de instalaciones con semáforos.

Las rotondas requieren grandes dimensiones cuando los caminos que se
intersectan son de alta velocidad, ya que las zonas de entrecruzamiento
tienen que ser de mayor longitud, o bien cuando la intersección está
formada por más de cuatro ramales.

Los peatones no encuentran satisfacción de cruce similar a los
acostumbrados en otros tipos de intersecciones.
Para tomar decisiones definitivas, el diseñador debe tomar además muy en
cuenta los aspectos topográficos y ambientales.
El tráfico en las rotondas es de la siguiente manera:
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Tipos de rotondas
Los elementos básicos de una rotonda son: una isleta central, cuyo radio debe
corresponder a la velocidad de diseño, de modo que a una velocidad de
proyecto de 60 kilómetros por hora se requiere un radio mínimo de 113 metros,
que describe la orilla interior de la calzada; la calzada de la rotonda, que tiene
un solo sentido de circulación alrededor de la glorieta central; las entradas y
salidas de la rotonda, que para operar con eficiencia y seguridad deben alcanzar
velocidades equiparables a las de la propia rotonda; y las islas canalizadoras,
que dividen los accesos para formar las entradas y salidas a los mismos. Para
sintetizar esta descripción, se ha preparado la figura que contiene
esquemáticamente tres tipos de rotondas:
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS

La identificada como rotonda normal, que está compuesta de 4 accesos
con entradas ensanchadas, para permitir que entren como máximo 3
vehículos al mismo tiempo, con una franja asfáltica de 12 metros
alrededor de una isla central circular de diferente diámetro, en
concordancia con los volúmenes de tránsito.

La identificada como mini-rotonda, que dispone de ensanchamientos
en los accesos y una pequeña isleta al centro, que en algunos países del
mundo con alto nivel de educación vial ha dado buenos resultados, al
permitir un volumen total de tránsito en la intersección de unos 7,000
vehículos por hora.

La rotonda a desnivel, que más bien corresponde a la categoría de
intercambios que son tratados en el subsiguiente capítulo de este
manual, que se tipifica mediante la configuración indicada en el
extremo derecho de la figura Está rotonda está integrada por dos
puentes que permiten el tránsito ininterrumpido de los vehículos en
maniobras de cruce de la corriente principal, mientras que en la parte
superior se mueven también elevados volúmenes de tránsito
correspondientes al balance del tránsito total, operando bajo el
régimen de circulación en el sentido opuesto a las manecillas del reloj,
típico de las rotondas.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Estas rotondas permiten también segregar físicamente el tránsito que realiza
maniobras de giro a la derecha en los accesos, para incrementar la capacidad de
la solución propuesta.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Parámetros básicos para las rotondas
El ancho total de la entrada debe ser menor de 10.5 metros en carreteras de 2
carriles, uno por sentido de circulación y no debe ser mayor de 15 metros para
carreteras de carriles dobles por sentido. El ancho de cada carril debe ser mayor
de 3 metros.
El ancho de la entrada de los accesos y la longitud de ensanchamiento, l`, son
elementos de diseño que tienen influencia relevante en la capacidad de la
rotonda y en la seguridad de los movimientos vehiculares.
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Se recomienda que el ancho de las entradas tenga como mínimo dos carriles y
no ser mayor al equivalente de cuatro carriles.
Dimensiones para vehículos pesados
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
Visibilidad en rotondas
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CAPACITACIÓN: DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS
PRESENTACIÓN DE PLANOS Y REPLANTEO DE LA GEOMETRÍA
Ejemplos locales
Ejemplos internacionales
BIBLIOGRAFÍA Y MATERIAL DE CONSULTA
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AASHTO - Green Book, A Policy on Geometric Design of Highways and Streets 2011 with
2013 Errata
Manual de Normas de Diseño Geométrico con enfoque en Gestión de Riesgo 3ra. Edición,
2011
Manual Centroamericano de Seguridad Vial, 2009
Raul Benitez Olmedo, Alejandro Medina Segismundo - Diseño Geométrico de Carreteras,
Cuba 2004
Victor Castellanos - Principios fundamentales de Diseño Vial, Colombia 1993
MT-INVIAS - Manual de Diseño Geométrico de Carreteras; Colombia 2008
DNV - Diseño Geométrico de Carreteras y Calles AASHTO-1994; Argentina
UNI - Manual de Diseño de Carreteras; Perú 1999
Trazado. Instrucción de Carreteras. Norma 3.1-IC; España 2011
INVIAS - Manual de Diseño Geométrico para Carreteras, Colombia 1998
Jonny Orgáz - Curso Diseño Geométrico, Bolivia 2012
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