REPUBLICA DE VENEZUELA MINISTERIO DE EDUCACION UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA MEMORIA DESCRIPTIVA MARACAIBO, DE DICIEMBRE DE 1999 Se ha establecido la elaboración de un proyecto vial con el fin de enlazar diversos puntos terrestres dentro de un mismo plano topográfico, por lo que se ha fijado o requerido la construcción de una carretera la cual conlleva a una serie de características dentro de las cuales encontramos las siguientes: .− Carretera de carácter secundario en terreno ondulado .− Velocidad de proyecto: 60 km/h .− Dos (2 ) canales de .− Longitud mínima de tramos rectos entre curvas : .− Número de curvas: Mínimo 2 y Máximo 6. .− Radios mínimos de curvas: 100m .− Requerimientos de espiral: Radios > 60 m .− Longitud mínima de espiral: Según normas. .− Longitud mínima de arco circular: 100m .− Sobreancho: Según normas .− Diferencias máx. de velocidad entre curvas: 15 Km/h Se entiende por carretera a aquella obra cuyo objetivo principal es permitir el paso vehicular en condiciones óptimas de continuidad tanto en tiempo como en espacio; con unos niveles mínimos de seguridad y comodidad. Para la efectiva realización de una carretera conviene necesario estudiar las etapas que preceden la ejecución de la misma; las cuales son : El estudio de rutas y el estudio del trazado. El estudio de rutas no es más que el proceso preliminar de acopio de datos y reconocimiento de campo, hecho con la finalidad de seleccionar la faja de estudio que reuniese las condiciones optimas para el desenvolvimiento del trazado. En esta etapa se elaboran croquis , se obtiene información, se efectúan reconocimientos preliminares y se evalúan las rutas. El estudio de trazado consiste en reconocer minuciosamente en el campo cada una de las rutas seleccionadas . Así de ese modo se obtiene información adicional sobre los atributos que ofrecen cada una de esas rutas y se 1

localizan en ella la línea o líneas correspondientes a posibles trazados de la carretera. FACTORES DE LOCALIZACIÓN.TRAZADO DE CROQUIS. CONSTRUCCIÓN DE PERFILES LONGITUDINALES. Para el estudio de rutas comenzamos con la obtención del plano topográfico donde se requería de los dos puntos a enlazar, dicho plano facilitó información de carácter topográfico, de drenaje, uso del suelo, vías de comunicación ya existentes y de instalaciones eléctricas. Dicho plano fue coloreado de manera tal que facilitará mucho más todavía de toda esa información mencionada anteriormente; por lo que a cada característica se le asignó un color diferente: • TOPOGRAFIA .− Cota 200−220 : Color blanco .− Cota 220−240: Color crema .− Cota 240−260: Color amarillo claro .− Cota 260−280: Color amarillo oscuro .− Cota 280−300: Color anaranjado .− Cota 300−320: Color salmón .− Cota 320−340: Color rosado claro .− Cota 340−360: Color rosado oscuro .− Cota 360−380: Color rojo ladrillo .− Cota 380−400: Color rojo escarlata .− Cota 400−420: Color oscuro .− Cota 420−440: Color oscuro CARRETERA: Color marrón RIOS: Color azul indigo EDIFICACIONES :Color verde LAGUNAS: Color celeste Luego de coloreado todo el plano se prosiguió ( a mano alzada) de tres (3) rutas tentativas por la que podría pasar la futura vía guiándonos primordialmente por los factores de localización antes mencionados. A cada una de las vías se le comenzaron a marcar las progresivas cada 40 mts, las cuales servirán posteriormente para el estudio del comportamiento que cada una de ellas tenía con relación a la topografía.

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Para dicho estudio topográfico nos basamos en las progresivas, asignándole a estas un calor muy aproximado de cotas ( este fue hecho a ojo por ciento más no con cálculos) dependiendo de las que se encontraban entre ellas. A través de esto se obtuvo lo siguiente: PROGRESIVA 0+040 0+080 0+120 0+160 0+200 0+240 0+280 0+320 0+360 0+400 0+440 0+480 0+520 0+560 0+600 0+640 0+680 0+720 0+760 0+800 0+840 PROGRESIVA 0+880 0+920 0+960 1+000 1+040 1+080 1+120 1+160 1+200 1+240 1+280 1+320 1+360 1+400 1+440 1+480 1+520

RUTA 1 350 342 335 330 322 314 308 300 292 284 274 268 269 270 271 274 273 269 262 261 270 RUTA 1 272 278 285 289 288 292 292 283 280 276 276 284 284 285 285 283 284

RUTA 2 350 341 334 329 320 313 305 297 288 277 281 290 290 290 289 286 283 277 278 280 290 RUTA 2 295 302 303 300 296 291 285 284 287 292 292 292 290 288 288 288

RUTA 3 349 341 334 329 320 312 306 299 290 300 300 304 304 302 298 294 294 294 294 294 299 RUTA 3 308 312 310 301 291 285 284 284 285 291 291 291 290 286 285 284

3

1+560

284

Obtenidos los resultados proseguimos a la construcción del perfil Longitudinal a cada una de las tres (3) vías con la finalidad de analizar como se mencionó anteriormente las condiciones altimétricas y la magnitud del movimientos de tierra que puede resultar para cada una de estas rutas, representado por un conjunto de puntos de cotas del terreno cada 40 mts. SELECCIÓN DE RUTAS Y DISEÑO DE LA POLIGONAL HORIZONTAL Realizado el perfil longitudinal se prosiguió a la selección de la ruta definitiva y diseño de la poligonal horizontal. Esta selección de la ruta definitiva depende en gran parte de una serie de factores sociales, políticos y económicos los cuales nos resultan difíciles de cuantificar; sin embargo la selección de la ruta se hizo en base a tres • factores que también son de gran importancia como lo son: topografía, el drenaje y por último la calidad el trazado. Por esta parte el sistema de evaluación de ruta se apoya en el concepto de utilidad− costo, que consiste en el rango o escalafón de atributos para cada una de las rutas; estos atributos están representados en el grado de adaptación de cada ruta a los diferentes factores de localización antes mencionados. Dicho escalafón consiste en el valor o peso asignado a cada uno de estos factores. Inicialmente se seleccionó la escala de medición donde en ambos casos se utilizó la misma del ¡ 1 al 10. Posteriormente seleccionamos el peso de casa uno de los factores de localización, donde se puede observar que tanto la topografía como la Calidad de trazado coinciden en peso siendo estas las más importantes, ya que de la calidad de trazado depende en gran parte el desarrollo futuro de la zona y hasta de la propia vía; y respecto a la topografía debido a que de una buena adaptación del terreno resulta también la buena o mala calidad de la vía. Por último encontramos el drenaje que aunque no deja de ser importante de todos es el que menos relevancia presenta. De este proceso se obtuvo los siguientes resultados. Como se puede observar de las distintas rutas la mejor que se adaptó fue la Ruta 2; debido a que si vemos el perfil es una de las que menos ascensos y descensos tiene respecto a la topografía pero los que están presentes no son tan pronunciados, esta a su vez presenta muy buena adaptación al drenaje pues son muy poco los ríos o riachuelos que están a lo largo del recorrido de la vía, y por último respecto a la calidad del trazado es la que mejor presenta pues esta no posee tantos tramos extensamente rectos y las curvas no son tan pronunciadas lo que prevee en gran parte la somnolencia en el conductor. Finalmente la selección de la ruta prosiguió al Diseño de la poligonal Horizontal, la cual no es más que el conjunto de alineamientos rectos que se interceptan entre sí, adaptándose a la ruta seleccionada, de manera de construir la estructura de planta de la vía. Trazado los alimeamientos horizontales basándose en las recomendaciones citadas anteriormente, se obtuvieron las coordenadas planas ( Norte, Este) de cada uno de los puentes de intersección de la poligonal, midiéndolos directamente con escalímetros sobre el plano ( a escala ). A partir de estas coordenadas se calcularon una serie de elementos como lo son: .− Longitud de los alineamientos (L) .− Rumbo de los alineamientos ( R) .− Angulo de intersección entre los alineamientos ()

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Para el calculo de dichos elementos se utilizaron las siguientes formulas: L=E+N R = Arctg (E / N) Angulos de intersección Caso I: Ambos alineamientos en el mismo cuadrante. = Rmayor − Rmenor Caso II: Alineamientos en lados opuestos del eje Norte − Sur = 180° − ( Rmayor + Rmenor ) Caso III: Alineamientos en lados opuestos al eje Este − Oeste = ( Rmayor + Rmenor ) Caso IV: Alineamietnos en lados opuestos al eje Norte − Sur, Este − Oeste. = ( 180° − R2) + R1 De lo que se obtuvo lo siguiente : PUNTO A C D B

N 1208653 1208470 1208083 1207788

E 788850 789269 789806 789870

N −183 −387 −295

E 419 537 64

LONGITUD 457,21 661,91 301,86

RUMBO S 66·24'23'' E S 54·13'15'' E S 12·14'26'' E

12·11'08'' 41·58'79''

DISEÑO DE CURVAS HORIZONTALES SIMPLES Diseño la poligonal horizontal se planteó la proyección de unas curvas de enlace entre los alineamientos horizontales mediante arcos de circunferencia simples sin transición, sonde al igual que todo elemento de vialidad el proyecto de las curvas horizontales simples requiere de un análisis conceptual y un posterior cálculo geométrico dentro de los cuales en el análisis conceptual encontramos el radio a utilizar de curva, por medio de la siguiente relación: Rc = V 127 x ( P+ f) donde: V: Velocidad de proyecto P: Peralte Rc: Radio de Curvutura 5

F: Coeficiente de fricción transversal y se obtiene por: F = 0.26 − 0.00133 x V Sin embargo cabe que la ecuación mencionada anteriormente anteriormente nos proporciona el mínimo valor de radio de curvutura. A pesar del radio de Curvutura, el diseño de una curva circular conlleva una serie de elementos los cuales nos permiten definir su forma geométrica representando las características propias de la curva , estos elementos son los siguientes: ELEMENTO Semitangente Externa Cuerda Larga Ordenada Media Longitud de Arco

SIMBOLO te E CL Om Lc

ECUACION te= Rc x Tang ( /2) E = Rc x (Sec /2 − 1) CL = 2 x Rc x Sen /2 Om = Rc x ( 1 − Cos ( /2) ) Lc = Rc x x " / 180

Conocidas las ecuaciones de cada uno de estos elementos se calcularon estos a cada una de las curvas a diseñar, de lo que se obtuvo lo siguiente: PUNTO

E MED

RC

R APROX

Te

E CALC CL

OM

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