INTRODUCCION

Desde el principio de la existencia del ser humano s a observado su necesidad por comunicarse, por lo cual fue desarrollando diversos mtodos para la construccin de caminos, desde los caminos a base de piedra y aglomerante hasta nuestra poca con mtodos perfeccionados basndose en la experiencia que conducen a grandes autopistas de pavimento flexible o rgido.

1. OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERAL:

Disear una carretera con sus caractersticas geomtricas.

OBJETIVOS ESPECFICOS.

Determinacin del tipo e carretera ha disear Determinar el tipo de topografa Seleccionar la ruta mas factible Determinar los perfiles longitudinales de las tres rutas Determinar el perfil longitudinal de la mejor ruta Elegir la velocidad directriz (segn NPDC) Determinar las secciones travesarles

2. DISEO DE LA CARRETERA

CAPITULO IGENERALIDADES

I. ASPECTOS GENERALES:

1.1. Nombre del Proyecto.

DISEO DE UNA CARRETERA DE TERCERA CLASE DISTRITO CHACAY

1.2. UBICACIN DEL PROYECTO

El presente proyecto se llevo acabo La Provincia de San Marcos distrito de chancay Departamento de Cajamarca, perteneciente a la Regin Cajamarca, en el Per. Limita al norte con la provincia de Celendn, al este con la Regin La Libertad, al sur con la Cajabamba y al oeste con la provincia de Cajamarca.

Departamento:CAJAMARCAPROVINCIA:SAN MARCOSDISTRITO:CHANCAY

1.3. DIAGNOSTICO DE LA SITUACION ACTUAL:

La zona de trabajo se eligi haciendo el uso de la carta nacional; donde se ha elegido una de las tres rutas probables para el presente proyecto, asumiendo la existencia de trochas carrzales que comunican los centros poblados situados en el punto B; ubicada a 3,259 m.s.n.m y punto 2, ubicado a 3,346 m.s.n.m. siendo de suma importancia una red vial que comunique estos puntos con la finalidad de mejorar su comunicacin y progreso.

1.4. ACCESO Y VAS DE COMUNICACIN: VA TERRESTRE: El proyecto se encuentra ubicado en La provincia sanmarquina comprende altitudes que van desde los 1.500 hasta los 4.156 msnm, en ella se puede distinguir tanto valles interandinos como zonas de jalca y puna y una gran diversidad de microclimas que lo convierten en una zona atractiva y muy especial para los visitantes.

1.5. CLIMA Y ALTITUD:La zona de influencia del proyecto se encuentra Se identifica una gran variedad climtica, desde clido seco hasta sub hmedo y fro; siendo notoria la diferencia de temperaturas mnimas y mximas o nocturnas y diurnas. Tiene como lmites climticos una temperatura promedio anual de 18-30C para el caso de los valles interandinos, de 15-20C en la zona quechua y de 8-15C en la zona de jalca.La precipitacin promedio anual vara de 600 a 800mm y la humedad relativa es de 60-70% de acuerdo a la estacin.

1.6. POBLACIN:

El distrito tiene 3 500 habitantes aproximadamente

CAPITULO IIINGENIERIA DEL PROYECTO

I. DEFINICIN DEL TIPO DE TOPOGRAFA:

Para determinar la topografa tomamos un mnimo de 10 muestras sobre un plano o carta nacional de un rea o extensin de ella, para que en funcin del promedio aritmtico los determine la topografa. En este caso tome 20 muestras.

1.1. SEGN SU FUNCION:La norma Peruana de diseo de carretera los clasifica de la siguiente manera: SISTEMA NACIONAL:Carreteras de inters Nacional, cuya jurisdiccin esta a cargo del MTC.Las carreteras del sistema nacional evitaran; en general; el cruce de poblaciones y su paso por ellas deber relacionarse con las carreteras de circunvalacin o vas de Evitamiento. Se les identifica con un escudo y la numeracin es impar; desde el 01 al 99 inclusive. SISTEMA DEPARTAMENTALCarreteras que constituyen la red vial circunscrita a la zona de un departamento, cuya jurisdiccin esta a cargo de los consejos transitorios de administracin regional. Se les identifica con una insignia y la numeracin es desde 100 a 499 inclusive. SISTEMA VECINAL.Carreteras de carcter local, compuestas por caminos troncales vecinales que unen pequeos pueblos cuya jurisdiccin esta a cargo de las municipalidades. Se les identifica con un crculo y la numeracin es de 500 hacia adelante.

1.2. SEGN SU SERVICIO.I. AUTOPISTAS: Carreteras de imda mayor de 4000 veh/da, de calzadas separadas, cada una con dos o mas carriles.II. CARRETERAS DUALES O MULTICARRIL: De imda mayor 4000 veh/da, de calzadas separadas cada una con dos o mas carriles, con control parcial de accesos III. CARRETERA DE 1 CLASE:Son aquella con una IMDA entre 4000-2000 veh/da de una calzada de dos carriles.

IV. CARRETERA DE 2 CLASE:Son aquellas de una calzada de dos carriles (dc) que soportan entre 2000 4000 veh/da.

V. CARRETERAS DE TERCERA CLASE:Son aquellas de una calzada que soporta menos de 400 veh/da. El diseo de caminos del sistema vecinal < 200 veh/da se rigen por las normas emitidas por el MTC para dicho fin y que no forman parte del presente manual.

VI. TROCHAZ CARROZALES:Es la categora mas va de camino transitable para vehculos automotores, construido con un mnimo de movimiento de tierras, que permite el paso de un solo vehculo.

CUADRO N 002TIPO DE CARRETERAIMD

1 CLASE2000 4000 VEH/DIA

2 CLASE4000 2000 VEH/DIA

3 CLASE< 400 VEH/DIA

4 CLASETROCHAS CARROZALES

Fuente NPDC

TOPOGRAFIA.

La topografa es un factor principal de la localizacin fsica de la va, pues afecta su alineamiento horizontal, sus pendientes, sus distancias de visibilidad y sus secciones transversales. Desde el punto de vista de la topografa se puede clasificar los terrenos en cuatro categoras, que son: 1. Terreno plano.- De ordinario tiene pendientes trasversales a la va menores del 5%. Exige mnimo movimiento de tierras en la construccin de carreteras y no presenta dificultad en el trazado ni en su explanacin, por lo que las pendientes longitudinales de las vas son normalmente menores del 3%. 2. Terreno ondulado.- Se caracteriza por tener pendientes transversales a la va del 6% al 12%. Requiere moderado movimiento de tierras, por lo que permite alineaciones ms o menos rectos, sin mayores dificultades en el trazado y en la explanacin, as como pendientes longitudinales tpicamente del 3% al 6%. 3. Terreno montaoso.- Las pendientes transversales de la va suelen ser del 13% al 40%. Para construir carreteras se necesitan mximo movimiento de tierras y existen muchas dificultades para el trazado y la explanacin. Pendientes longitudinales de las vas de del 6% al 8% son comunes. 4. Terreno escarpado.- Aqu las pendientes del terreno transversales de la va pasan con frecuencia del 40%. Para construir carreteras se necesita mximo movimiento de tierras y existen muchas dificultades para el trazado y la explanacin, pues los alineamientos estn prcticamente definidos por divisorias de aguas, en el recorrido de la va. Por lo tanto, abundan las pendientes longitudinales mayores del 8%CUADRO N 001

TIPO DE TOPOGRAFIA (ngulo)

LLANO0 - 10

ONDULADO10 - 20

ACCIDENTADO 20

MONTAOSO

Fuente NPDC

II. ANALISIS DE SUELOS:

2.1. DEFINICION:

El trmino suelo es todo material suelto, desintegrado, que se encuentra en la corteza terrestre, como: guijarros, piedras, granzones, arenas limos, arcillas, materiales turbosos y mezclas de estos materiales. La capa superficial de la tierra; rica en materia orgnica, se desintegra, con el nombre de capa vegetal.Por lo general, los suelos son derivados en forma mecnica, biolgica o qumica de la roca, que es el material slido constitutivo del estrato externo de la corteza terrestre. Las rocas estn compuestas de uno o ms minerales, por lo que los suelos tambin estn compuestos de una combinacin de minerales de origen diverso. El suelo es por lo tanto un sistema de partculas slidas de muy variados tamaos que actan entre s y que adems contiene agua y aire.El agua contenida desempea un papel tan fundamental en el comportamiento mecnico del suelo que debe considerarse como parte fundamental del mismo.Para el proyecto se realiz el estudio de suelos para la Sub Rasante del terreno natural, para tal efecto se extrajo muestras del suelo natural del tramo cada 500 m. a una profundidad de 30 cm, cada muestra extrada pesaba aproximadamente 5000 gr. que es necesarias para realizar los ensayos de clasificacin como se indica en la teora de la practica. Se pudo observar que en todo trayecto del camino en estudio se encontraba suelos finos de esta manera las muestras fueron transportadas a un laboratorio de anlisis de suelos.

2.2. CLASIFICACION:Los suelos con propiedades similares de clasificacin en grupos y subgrupos basados en su comportamiento ingenieril.Actualmente son dos los sistemas de clasificacin que una la distribucin por tamao de grano y plasticidad de los suelos.2.2.1. Sistema de clasificacin AASHTO:Se clasifica en 7 grupos mayores, del A-1 al A-7, los suelos clasificados en el grupo A-1; A-1; A-3, son materiales granulares, donde el 35% o menos pasa por la maya numero 200. Los suelos de los que pasa mas del 35% la malla numero 200 se clasifican en los grupos A-4, A-5, A-6 y A-7. El sistema de clasificacin de basa en los siguientes criterios.A) TAMAO DE GRANO.

Gravas Arena Limo y arcilla

B) PLASTICIDAD.C) CANTOS RODADOS O BOLEOS.

2.2.2. Sistema de clasificacin unificado:A la fecha se usado por los ingenieros como la prueba de D-2487 ASTM, clasificndose en dos amplias categorasA) SUELOS DE GRANOS GRUESOSB) SUELOS DE GRANOS FINOS

2.3. PRUEBA Y ANALISIS:

2.3.1. ANALISIS GRANULOMETRICOS:

Es la distribucin porcentual de los tamaos de partculas que conforma un suelo, realizado con ayuda de un juego de mallas que tienen un tamao graduado establecido por las normas ASTM y AASHTO, su objetivo es determinar cuantitativamente el tamao de las partculas de los agregados gruesos y finos como son las gravas, arenas, limos y arcillas.Si bien se realiza una distribucin de tamaos, esto no incide en la forma que puedan tener los granos de suelo, ya que al retener material en una malla se observa diferentes tamaos y el porcentaje que se calcula esta basado estrictamente en los pesos que se retiene en la malla, referido al peso total que se utiliza en el ensayo.

Figura 1Grfico para la representacin de las curvas granulomtricas

Fuente: Normas ASTM.

2.4. CONSISTENCIA DEL SUELO:

Determinado por el contenido de humedad presente en la muestra de suelo; pudiendo clasificarse el suelo en:

A) LIMITE LIQUIDO:El lmite lquido est definido como el contenido de humedad con el cual una masa de suelo colocada en un recipiente en forma de cuchara (aparato de Casagrande), se separa con una herramienta patrn (ranurador), se deja caer desde una altura de 1 cm. y sufre el cierre de esa ranura en 1 cm. despus de 25 golpes de la cuchara contra una base de caucho dura o similar.La muestra de ensayo debe ser igual o mayor que 100 grs. y pasar completamente por el tamiz de 0,5 mm. (malla N40 ASTM).

Fotografa 1 Aparato de Casagrande Fuente: Elaboracin Propia

B) LIMITE PLASTICO:El lmite plstico se ha definido arbitrariamente como el contenido de humedad del suelo al cual un cilindro de ste, se rompe o resquebraja al amasado presentando un dimetro de aproximadamente 3 mm.La muestra necesaria para realizar este ensayo deber tener un peso aproximado de 20 grs. y pasar completamente por el tamiz de 0,5 mm. (malla N 40 ASTM).

Fotografa 5Elaboracin de los rollitos para determinar el lmite plstico

Fuente: Elaboracin Propia

A. VELOCIDAD DEL DISEO:

La velocidad directriz o de diseo es la escogida para el diseo estadounidense que ser la mxima que se podr mantener con seguridad sobre la seccin determinada de la carretera, cuando las circunstancias sean favorables para que prevalezcan las condiciones de diseo.

I. RELACIN ENTRE LA VELOCIDAD DIRECTIZ Y LAS CARACTERISTICAS GEOMETRICAS.La velocidad directriz condiciona todas las caractersticas ligadas a la seguridad de transito, por lo tanto ellas, como el alineamiento horizontal y vertical, distancia de visibilidad y peralte, variacin apreciable con la velocidad directriz. En forma indirecta estn influenciados los aspectos relativos al ancho la calzada, bermas, etc.En las presentes normas las caractersticas geomtricas, (radio mnimo de las curvas horizontales y verticales, distancia de visibilidad de parada y de sobre paso, etc.) esta relacionada a cada velocidad directriz.

III. ELECION DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ:La eleccin de la velocidad directriz depende de la importancia o categora de la futura carretera, de los volmenes de transito que va a mover, de la configuracin topogrfica del terreno, de los usos de la tierra del servicio que se requiere ofrecer, de las condiciones ambientales de las homogeneidad a lo largo de la carretera, de las facilidades de acceso (control de accesos) de la disponibilidad de recursos econmicos y de las facilidades de financiamiento.La NPDC establece el siguiente cuadro que esta en funcin a la clase de carreta y al tipo del terreno.CUADRO N 003ELECCIN DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ

CLASE DE CARRETERAS TOPOGRAFIA

PLANAONDULADAACCIDENTADA

1 Clase1006045

2 Clase804530

3 Clase503525

4 Clase302520

Fuente NPDC

IV. VARIACION DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ :

Segn la NPDC, la velocidad de directriz no es posible mantenerla la constantemente por lo que en una carretera puede haber tramos calculados con diferentes velocidades directriz; los cuales se iniciaran por medios de seales de transito; por lo que la norma recomienda que los cambios de velocidades se efectan con incrementos o decrementos de 15 km/h o al 20% de la velocidad directriz

4.1. DEFINICION DE VISIBILIDAD:Distancia de visibilidad es la longitud continua hacia delante de camino, que es visible al conductor del vehculo. En diseo se consideran dos distancias, la de visibilidad suficiente para detener el vehculo y la necesaria para que un vehculo adelante a otro que viaje a velocidad inferior, en el mismo sentido estas dos situaciones influencian el diseo de la carretera en campo abierto y sern trazados en esta seccin considerando alineamientos rectos y rasantes de pendientes uniforme, los cause con condicionamiento, asociados a singularidades de planta o perfil se trazan en las secciones correspondientes.

V. DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA:

En la misma requerida para que sostenga un vehculo que viaja a la velocidad de diseo, antes que alcance un objetivo inmvil que se encuentra en su trayectoria, se considera obstculo aquel de una altura igual o mayor a 0.15m; estando situados los ojos del conductor a 1.15m sobre la rasante del eje de su pista de circulacin, todos los puestos de una carretera debern estar previstos de la distancia mnima de visibilidad de parada.Si en una seccin de carretera o camino resulta prohibido lograr la distancia mnima de la visibilidad de parada correspondiente a la velocidad de diseo; se deber sealizar dicho sector con la velocidad de mxima admisible, siendo este recursos extremo a utilizar solo en casos muy calificados y autorizados por la MTC.

VI. DISTANCIA VISIBLE DE PASO

Distancia de visibilidad de paso, es la minima que debe estar disponible a fin de facultar al conductor del vehiculo a sobre pasar a otro que se supone viaja a una velocidad 15 km/h. menor con comodidad y seguridad, sin causar alteracin en la velocidad de un tercer vehiculo que viaja en sentido contrario a la velocidad directriz y que se hace visible cuando se ha iniciado la maniobra de sobre paso.

PORCENTAJE DE LONGITUD DE VISIBILIDAD DE PASO:La NPDC recomienda el siguiente cuadro

CUADRO N 004

PORCENTAJE DE LA LONGITUD DE VISIBILIDAD DE PASO

CARRETERAVELOCIDAD DIRECTRIZ% DEL PROYECTO EN QUE DEBE ASEGURARSE LA VELOCIDAD DE PASO

3 Clasede 30 a 70 km/h25%

2 Clasede 40 a 80 km/h50%

1 Clasede 700 a 100 km/h70%

Fuente NPDC

B. PENDIENTES:

Son aquellas obtenidas de acuerdo a la NPDC que establece lo siguiente.

PENDIENTE MAXIMA NORMAL:

Es aquella cuyo valor es mximo de diseo y sobre el cual deber realizarse los clculos topogrficos para la carretera.

PENDIENTE MAXIMA EXEPCIONAL:

Es aquellas establecientes en la NPDC para casos complejos y adversos de la topografa en las cuales no es posible considerar la pendiente mxima normal y por lo tanto la NPDC recomienda un porcentaje ms respecto a la mxima permisible

La NPDC establece los siguientes cuadros.

CUADRO N 005

PENDIENTE MXIMA NORMAL

Altitudes menores de 3000 m.s.n.m 7%

Altitudes mayores de 3000 m.s.n.m 6%

Fuente NPDC

CUADRO N 006

PENDIENTE MXIMA EXCEPCIONAL

Altitudes menores de 3000 m.s.n.m 8%

Altitudes mayores de 3000 m.s.n.m 7%

PENDIENTE MEDIA: Es aquella obtenida del perfil longitudinal del eje de carretera y corresponde de la media aritmtica de la carretera y corresponde a la media aritmtica de las pendientes de cada tramo del perfil

PENDIENTE MEDIA MAXIMA:

La NPDC recomienda el siguiente cuadro que esta en funcin al tipo de carretera y ala actitud (msnm)

CUADRO N 007

PENDIENTE MXIMA MEDIA

Altitud (m.s.n.m)CARRETERAS

1 y 23 y 4

0 - 10004.6%5.0%

1000 - 20004.2%4.6%

2000 - 30003.8%4.2%

3000 - 40003.4%3.8%

4000 - a ms3.0%3.4%

Fuente NPDC

6.1.1. PLANEAMIENTO DE UNA VIA:

1. ESTUDIO RECONOCIMIENTO DE RUTAS:

En esta etapa se analizan las probables soluciones del planeamiento de la via; de la manera de encontrar la ruta mas econmica de todas las probables o soluciones encontradas en la etapa de planeamiento, por lo general las proyectistas analizan 3 rutas denominada de color rojo; color verde y color azul.

TRAZO DE LA RUTA:

El trazo de la ruta esta definida por la lnea del vuelo y la compasada

LA LINEA DE VUELO: es la lnea de vuelo y la lnea posible de trazo, se determina la posible pendiente De acuerdo a la siguiente formula:

X100h : diferenciales de cotas : es la distancia medida con el escalimetro : Pendiente.

- Se recomienda que esa pendiente sea la pendiente media mxima; por ejemplo para un trabajo que pasa una altura de 3000 4000. Se corresponde 3.4%, pero otros dicen que puede ser 2.4%; (uno menos) o hasta 5% entonces concluyendo deben estar entre:2.4 % - 5%

LONGITUD DE COMPAS:Este es el parmetro de compasada para calcular o estimar el trazo de la carretera de acuerdo a la abertura de compas y esta determinada por la siguiente formula: donde:

L: abertura de compasE: equidistancia curvas de nivelK: denominador de la escala del plano

A. ANALISIS DE RUTAS:

Es el anlisis que se le da a cada ruta por distintos tramos donde se va a encontrar, la longitud total}; las obras de arte (puentes, alcantarillas) y las curvas de vueltas de cada ruta para que despus se pueda elegir la ruta mas factible.

TRAMOCOTASDESNIVELABERTURA DE COMPAS

I%LONGITUD DE TRAMO

OBRAS DE ARTECURVAS DE VUELTAS

PUENTEALCANTARILLA

E-I3254325043.55%1601-1

FUENTE: ELABORACION PROPIA

B. ELECCION DE RUTAS:

Consiste en elegir la ruta ms factible para ello existe dos mtodos para determinar la ruta ms factible que son:

Mtodo de pesos absolutos. Mtodo de pesos relativos.

CARACTERISTICASRUTA VERDE RUTA ROJARUTA AZUL

VALORPESOVALORPESOVALOR PESO

Longitud total

Pendiente media

Pendiente mxima

Puentes y longitud

N de alcantarillas

N de curvas de vuelta

TOTAL

NOTA:El cuadro anterior se utiliza para ambos mtodos.

C. ALINEAMIENTO HORIZONTAL:

La NPDC recomienda el alineamiento horizontal que deber permitir la operacin interrumpida de los vehculos tratando de conservar la misma velocidad de directriz en la mayor longitud de carretera que sea posible.

HOMOGENIDAD DEL TRAZO.

El proyectista buscara un alineamiento horizontal homogneo desde la combinacin de lnea recta o tangente y horizontal de tal manera que suceda armnicamente.NPDC sugiere restringir en lo posible el empleo de tangentes excesivamente reas a fin de evitar el escalonamiento nocturno provocado y la fatiga de los conductores.Tambin sugiere que al trmino de tangentes rea donde sea evidente las velocidades de aproximacin de los vehculos sea mayor que la velocidad de directriz y uno se conecte con curvas de radio mnimo si no con curvas de radio mayor.En terrenos llanos deber respetarse la siguiente condicin: para un Angulo de deflexin 5% la curva no ser menor de 150m y para ngulo menor aumentara en 30m por cada grado de disminucin de ngulo de deflexin.

D. COORDENADAS DE LOS PUNTOS DE PARTIDA Y DE LLEGADA.

DETERMINACION DE LAS COORDENADAS DEL PUNTO DE PARTIDA Y DEL PUNTO DE LLEGADA:Esta es sacada de la carta nacional segn sus ubicaciones y que representan su posicionamiento en coordenadas ATM (unidad transversal merkator).

CALCULO DE LAS INFLEXIONES O DEFLEXIONES:La deflexin es el ngulo formado por la proyeccin del trazo y el cambio de direccin del eje longitudinal y que pude ser positivo o negativo, para calcular las deflexiones se utilizan los siguientes mtodos:

METODOS DE SENOS:El cual indica medir 10m adyacentes al punto de inflexin al cualquier escala para luego determinar D (cuerda angular) se recomienda que usen escalas que den los valores de 10m y las mas grande posibles.

METODO DE LA TANGENTE:Consiste en formar 10m a cualquier escala en proyeccin del eje longitudinal, gira 90 en direccin al trazo del eje longitudinal hasta insertarlos luego medir a la misma escala en D y emplear la formula respectiva.

a. CALCULO DE AZIMUT:

Se determina en funcin al norte magntico y las deflexiones angulares segn el eje longitudinal de cada punto.

b. MEDIDAD DE LOS LADOS DE LA POLIGONAL:

Esta es una medida que se realiza directamente con el escalimetro a escala de la hoja de trabajo con una aproximacin no menor de 1m de Pi a Pi

CARACTERISTICAS DE LA POLIGONAL.

Deflexin positiva (+) a la derecha. Deflexin negativa (-) a la izquierda.

c. ELEMENTOS DE CURVAS HORIZONTALES:

PI= PUNTO DE DEFLEXIONPC= PRINCIPIO DE CURVAI= DEFLEXION O INFLEXIONR=RADIOT=TANGENTEE= EXTREMOF= FLECHA C= CURDALC= LONGITUD DE CUERDA

FORMULAS DE CALCULOS.

;

C. RADIO MINIMO Y PERALTE MAXIMO:

La NPDC recomienda el siguiente cuadro donde el radio mnimo esta en funcin a la velocidad directriz.CUADRO N 008

RADIOS MNIMOS Y PERALTES MAXIMOS

Ubicacin de la VaVelocidad de Diseo (km/h) mx%Radio Mnimo (m)

REA URBANA (Alta Velocidad)304.0035

404.0060

504.00100

604.00150

704.00215

804.00280

904.00375

1004.00495

1104.00635

1204.00875

1304.001110

1404.001405

1504.001775

Fuente: NPDC

CUADRO DE ELEMENTOS DE CURVAS.

RESUMEN ELEMENTOS DE CURVA

PIsA NGULODIST. (m).SENT.RADIOS (m).TANG. (m).Lc (m). C (m).E (m).F (m).P (%)

"

CALCULO DE LAS COORDENADAS DE LOS PI. Es el posicionamiento de cada PI en la carta nacional y son las coordenadas corregidas (ver procedimiento del proyecto y memoria de clculo)

A. ANCHO DE RAJA DE RODADURA.

Que en las NPDC es conocida como pavimento y que en la tabla 5.4.1.1 se indica los valores apropiados para cada velocidad directriz en direccin al trfico previsto y la importancia de la carretera. Pero es importante tener en cuenta que las NPDC consideran al ancho mnimo de carril de 3m pudiendo aumentarse hasta un 10%, esto quiere decir que si la carretera es de 2 vas el ancho de puede ser 6m a 6.60m como mnimo.

B. BOMBEO:Las carreteras con pavimento de tipo superior estarn previstas en tangentes con un bombeo de 1%o 2% y las carreteras a pavimentos de tipo intermedio con bombeo 2% o 3% es necesario indicar que en tramos de curvas el bombeo es sustituido por el peralte.

Pavimento tipo superior:Es un pavimento terminando asfaltado 1% o 2% Pavimento tipo intermedio:Son carreteras afirmada 2% o 3%

C. BERMA:

El ancho de la berma esta indicado en la NPDC y depende de la velocidad directriz.

CUADRO N 009

ANCHO DE BERMA

VELOCIDAD DIRECTRIZ (km/h)ANCHO MINIMO (m)BERMA DESEABLE (m)

300.751.2

350.751.2

400.751.2

501.21.8

601.21.8

701.52.4

801.52.4

901.83

1001.83

Fuente: NPDC

D. CALZADA:El ancho de esta rasante terminada resulta del pavimento ms el ancho de la berma y cuando es en curva se aumenta el ancho.

A. ANCHO DE LA SUBRASANTE O ANCHO DE EXPLANACION:

Tendr el ancho necesario para recibir en la capa o capas integrantes a ellas, debe tenerse en cuenta que su ancho ser mayor a su ancho de la calzada o rasante terminada en funcin del talud y del espesor del pavimento.

B. TALUD:

Para las secciones en corte y relleno varan de acuerdo a la estabilidad del terreno por los que las NPDC proponen tendran que verificarse con la estabilidad del talud por cualquier metrado.

CUADRO N 010

TALUD DE CORTE

CLASES DE TERRENOTALUD

VH

Roca Fija101

Roca Suelta41

Conglomerados31

Relleno compactado21

Tierra suelta11

Arena12

TALUD DE RELLENO

MATERIALTALUD

VH

Enrocado11

Terreno Varios11.5

Arena12

C. CUNETAS:

Tendrn en general seccin triangular y de proyectan para todos los tramos en laderas y cortes cerradas, sus dimensiones sern fijadas de acuerdo a las condiciones volumtricas y siendo sus valores mnimos los indicados en la NPDC.

CUADRO N 011

DIMENSIONES MNIMAS DE CUNETAS

REGIN PROFUNDIAD (m)ANCHO (m)

Seca0.20.5

Lluviosa0.30.5

Muy Lluviosa0.31

D. CURVAS HORIZONTALES.

E. CURVAS HORIZONTALES SIMPLE:Son aquellas que presentan un solo radio.

F. CURVAS HORIZONTALES COMPUESTA:Son aquellas que presentan dos o mas radios.

G. CRUVAS HORIZONTALES DE REVERSA: ( LONGITUD DE RAMPA)

La NPDC recomienda curvas reversas especialmente cuando tiene la forma de curva engola ya que para obtener la precisin del peralte es necesario que en cada curva tenga una longitud de transicin o rampa de peralte de esto se deduce que todas las curvas de reversa deben tener una tangente intermedia igual a la suma de las longitudes de rampa de peralte de las curvas inversas. Pero debido que las NPDC aceptan la mnima longitud de rampa (lrp). Puede ser introducida dentro de la cuerva, esta tangente podra ser como mnimo la sumatoria de las lrp de ambas curvas entre dos y cuando se cumpla. Que la longitud de curva 1 y 2 sean mayores que la lrp1 y lrp2.

H. CURVAS DE VUELTA O VOLTEO:

Son curvas que se generan cuando se tiene un desarrollo y la ubicacin de estas curvas debern estar previstas desde el trazo de la lnea de gradiente a ruta de poder ubicar de tal manera que se produzca el menor movimiento de tierras ya que la cuerva ser trazada en forma perpendicular a las curvas de nivel.Existen dos formas fundamentales que obligan el trazo de curva volteo.

1. Cuando el alineamiento de 2 lados de una poligonal se cortan o convierten en un punto.2. Cuando el alineamiento de 2 lados de una poligonal no se cortan o son convergentes.En ambos casos es necesario utilizar lneas auxiliares cuya ubicacin y direccin es arbitraria.En el diseo de estas curvas son de un solo radio aceptndose a lo mucho 2 radios. ELEMENTOS DE SEGURIDAD EN LAS CURVAS HORIZONTALES:

Considerando que los problemas son.

Fuerza centrifugo: va hacer que el vehculo salga. Invasin de carril. Falta de visibilidad.a. CARACTERISTICAS DE PERALTE:

DONDE:V= velocidad directrizR= radio de curvaP= peralte

I. VALORES DE PERALTE:

El peralte tendr como valor mnimo normal 6% y mximo excepcional 10% sin embargo los valores corresponden a los radios mnimos, normales excepcionales.Estn indicados en las tablas de radios mnimos de curvas:VALORES DE PERALTE MXIMO

ZONAPERALTE MXIMO (P)

ABSOLUTONORMAL

Cruce a reas urbanas6%4%

Zona rural (tipo 1,2,3)8%6%

Zona rural (tipo 3,4)12%8%

Zona rural con peligro de hielo8%6%

Fuente: NPDC

CUADRO N 012

El peralte quedara en forma general alrededor del eje de la calzada salvo en casos especiales en terrenos excesivamente llanos y cuando se desea rosas la curva de giro se realizara del bordo inferior.

a. PERALTE DE LAS BERMAS:

Esta seguir la inclinacin de peralte, y la berma situada en la parte superior o exterior del peralte en lo posible ser horizontal o tendr inclinacin contraria al peralte igual al bombeo que se tuvo inicialmente a la seccin de la va de modo que el agua pueda escurrir hacia la cuerda.

b. LONGITUD DE RAMPA DE PERALTE:

Tambien denominada longitud de transiccion del peralte y lalongitud a lo largo de la cual se desarrollo el peralte partiendo del bombeo de la seccin en tangentes hasta lograr el peralte total en el tramo de la cueva.Lo valores minimos de LRP se encuentra en la tabla NPDC

CUADRO N 013

VALORES MNIMOS EN METROS DE LRP

ANCHO DE PAVIMENTOPERALTE

2%3%4%5%6%7%8%9%10%

5.50111722283328323640

6.00121824303630353943

6.60142027333333384348

7.30152230373737424853

Fuente: NPDC

Lrp= altura de bombeo + altura por peralte 0.005(si l6%)

J. SOBRE ANCHO.Al fin de contrarrestar la invasin del carril contrario, para los neumticos de los vehculos este se otorga a fin de facilitar la operacin de la operacin de los vehculos en la curva, esta quiere decir que una curva el ancho del carril debe aumentarse.

El sobre ancho esta en funcin de la velocidad directriz, el radio y la longitud de vehculos entre ejes.

S/a= sobre ancho (mnimo 0.30m) n= N| carrilesR= radioL= longitud entre ejes de vehculos.V= velocidad directriz

K. SECCIONES TRANSVERSALES DE ESTACADO:

Para obtener las secciones transversales en un plano topogrfico se debe seguir el siguiente paso: Tener un plano en planta a curvas de nivel se tenga ya el trazo horizontal del eje de la va. En la libreta de campo se confecciona de acuerdo al trazo perpendicular al eje de la seccin transversal en planta. Ya sea en EXCEl. Concatenadas en AutoCAD, o en un papel milimetrado de 1:20; se obtendr los perfiles transversales de cada una de las estacas en base a la cota ya obtenida en el perfil longitudinal. En las secciones transversales del terreno se ubicara las cotas de la subrasante datos que se ubican en el perfil longitudinal. Con la ayuda de una plantilla previamente diseada de acuerdo a la seccin transversal tpica, se dibujara la seccin transversal del terreno a la caja a forma de la carretera de acuerdo al corte o relleno, este dibujo de la caja ser de color rojo. Se anota a un costado de la seccin transversal la cota de terreno y la cota de la subrasante, que deben coincidir con los datos del perfil longitudinal y en la parte inferior siguiendo la lnea del centro o eje. Colocar el numero de estacado a kilometraje que le corresponde. las secciones se enumeran de abajo hacia arriba.

L. TRAZADO ALTIMETRICO.

El trazado altimtrico se trato de adecuar a la topografa actual, y la rasante del camino anterior dado que en un camino vecinal no se justifica grandes movimientos de tierra debido al costo del mismo. Se dise veintin curvas verticales en todo el tramo, viendo que las pendientes no sobrepasen el 10% que este caso no se encontr, como tambin se controlo que ninguna pendiente llegara al mnimo de 0.4%, sobre todo donde la seccin sea de corte, por que es la pendiente mnima que debe tener toda carretera con el fin de que las precipitaciones pluviales escurran superficialmente por las cunetas.

M. CURVAS VERTICALES:

El parmetro K juega un papel importante en la determinacin de la longitud mnima de una curva vertical, y se define como la distancia horizontal requerida para que se produzca un cambio de pendiente de un uno por ciento a lo largo de la curva, es decir, es una medida de la curvatura de la parbola. La longitud mnima de una curva vertical en relacin con el parmetro K es igual a:

Donde:L = Longitud mnima de la curva vertical [m.]K = Parmetro mnimo de la curva vertical [m.]A = Diferencia algebraica de pendientes en valor absoluto [%]

N. SECCIONES TRANSVERSALES.La seccin transversal tipo que se utilizo en el diseo se detallara en la figura siguiente.

Figura 1Seccin transversal tipo utilizada en el diseo del camino.Talud natural del Terreno

eje

Taludes deCorte

1 2.5% 2.5%Taludes de Relleno

1

12Bombeo

6.00 m.

Ancho de plataforma

Fuente: elaboracin propia.Las secciones transversales se obtuvieron cada 20 m. en rectas y cada 10 m en curvas.

CALCULO VETCAL CONCAVA ASIMETRICA:

CALCULO DE COORDENADAS:

M= ordenada de punto medio en el pc L= longitud de curva I= diferencias de porcentajes

Yn= ordenado cualquiera Xn= abscisa en un punto o estaca cualquiera. I= diferencias de pendientes Lc= l1 l2

CALCULO DE ABCISA:Depender de la necesidad de campo x eso puede considerar c/20m

LONGITUD MINIMA DE CURVA:L min = 80m

O. PROCEDIMIENTO DEL PROYECTO:

a. ELECCION DEL TIPO DE TOPOGRAFIA:

El tipo de carretera que se va a disear en este caso es de 3 clase cuyo IMD es hasta 400 veh/da (ver cuadro 02)

b. DETERMINACNION DEL TIPO DE TOPOGRAFIA:

Para determinar el tipo de topografa en este caso se relazaran 20 secciones sobre una parte de la carta nacional.

Luego se calcula el ngulo de cada seccin por la siguiente formula.

DONDE: = Es la diferencia de cotasDH= es la distancia medida con El escalimetro a escala del plano

Formula:

Una vez que se obtenido el ngulo de cada seccin de procede hallar el ngulo promedio que viene hacer el promedio aritmtico.

En este caso el ngulo promedio es igual a 14.19 (ver memoria de calculo) por el cual el tipo de topografa es ondulada ( ver cuadro n 01) DETERMIANDO EL ANGULO PROMEDIO.Para hallar el ngulo promedio se suma todos los ngulos encontrados de cada seccin sobre la cantidad de secciones

c. ELECCIN DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ.

La velocidad directriz esta en funcin a la clase de carretera y al tipo de topografa.

En este caso se va disear una carretera de 3 clase en la cual la topografa del terreno es ondulado, la velocidad de directriz de acuerdo al cuadro N 03 de la NPDC nos dice que para una carretera de ese tipo y con topografa ondulada recomienda 35 km/h.

d. DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PASO:

En este caso se va a disear una carretera de 3 clase donde la velocidad de directriz estar entre 30 -70 km/h en la cual de acuerdo al cuadro N 04 de la NPDC nos recomienda que el porcentaje de longitud que debe asegurarse la visibilidad de paso debe ser el 25%.

e. ELECCION DE PENDIENTES:En este caso en la carta nacional de altitudes son mayores de 3000 msnm es el 6% (vase el cuadro N06)La pendiente mxima excepcional se ha adoptado de acuerdo al cuadro N 07NPDC el cual dice que para altitudes mayores de 3000 msnm es de 7%.

DETERMINAMOS LA PENDIENTE MEDIA DE CADA RUTA

Para determinar la pendiente media tenemos que hallar la pendiente de cada compasada que va en cota en cota y para hallar la pendiente se utiliza la siguiente formula.

DONDE:H: diferencia de cotas.: Distancia de compasada.

Luego tenemos que hacer la sumatoria de todas las pendientes halladas y se divide entre la cantidad de pendientes ya que la pendiente media viene hacer el promedio arimetico.

En el cual las pendientes de cada ruta son (ver memoria de clculo)Ruta roja:pendiente media 4.7 %Ruta verde:pendiente media 3.92%Ruta azul:pendiente media 4.50%

PENDIENTE MEDIA MXIMA:En este caso para el diseo de carreteras, en donde esta presentado a la carta nacional la altitud esta entre 3000 4000 msnm y en la cual se va a proyectar una carretera de tercera clase.

La pendiente media Mxima de acuerdo a lo establecido por la NPDC recomienda emplear para una altitud de 3000 4000 con una carretera de tercera clase, la pendiente media mxima de 3.8%.f. TRAZO DE RUTA:

El trazo de la ruta esta definida por la compasada y lnea de vuelo.

LA LINEA DE VUELO:Es la lnea de vuelo y la lnea posible de trazo, se determina la posible pendiente.

Determinacin de la posible pendiente en mi proyecto.

i) De acuerdo a la siguiente formula determinare mi pendiente posible.

DONDE:

h= Diferencia de cotas.D= es la distancia medida con el escalimetroI= pendiente.

ii) Trazo de lnea de vuelo Donde: la cota B=3259; cota 2=3346

iii) Mido con escalimetro desde el punto B hasta el punto . Y me da que la distancia es igual a 639.iv) Remplazo mis datos obtenidos en la formula dad para hallar mi posible pendiente.

= cota B cota 2

= 3259 3346 = 87m D= 639

13.61%

Es este caso la pendiente posible encontrada sobre pasa los lmites recomendado por la NPDC, en la cual no se trabajara con esta pendiente encontrada porque se recomienda que la pendiente sea la pendiente media mxima. Por ejemplo. Para un trabajo que pasa una altura de 3000 a 4000 msnm le corresponde 3.4% pero otros dicen que puede ser hasta 2.4% o hasta un 5%, entonces concluyendo deber estar entre los 2.4% a 5%

Por la cual la pendiente con la que considerado para cada ruta se encuentra entre 2.4% a 5% y que de acuerdo tambin al cuadro N 07 de la NPDC.

Ruta azul:pendiente considerada es 5%

Ruta verde:pendiente considerada es 5%

Ruta roja:pendiente considerada es 5%

LONGITUD DE COMPAS:Este es el parmetro de compasada para calcular o estimar el trazo de la carretera de acuerdo a la abertura de compas y esta determinada por la siguiente formula.

= 3.2cm

Esta formula se aplic para las tres rutas roja, azul y verde. g. ANALISIS DE LA RUTA.

En este caso se realizo un anlisis para cada ruta planteada, en el cual he considerado en analizar cada ruta planteada.En donde cada tramo depender si la ruta ya es a subir o bajar, o se va a mantener en una misma cota.Y tambin depender en cuanto la sobras de arte las curvas de vueltas que representara cada ruta en su recorrido y se determinara el desnivel y la longitud de tramo en donde el desnivel es la diferencia de cotas.

RESUMEN DEL ANALISIS DE RUTA: ( VER MEMORIA DE CALCULO)

RUTA ROJA:

Con una longitud total de 2840m y en su recorrido presenta 3 obras de arte(puentes) y dos curvas de vueltas.

RUTA VERDE:

Con una longitud total de 3330m y en su recorrido presenta 1 obra de arte (puente). Y 3 curvas de vueltas.

RUTA AZUL:

Con una longitud total de 2200m y en su recorrido presenta 3 obras de arte (puentes). Y 2 curvas de vueltas.

ELECCION DE RUTA:

En este caso, se realizo la evaluacin cuantitiva por medio de los mtodos de los pesos absolutos y el peso relativos; los datos necesarios que se utilizo en estos mtodos son:

Longitud total de cada ruta. Pendiente media de cada ruta. Pendiente mxima de cada ruta. N de alcantarillas de cada ruta. N de curvas de vuelta.

Una vez obtenido este dato necesarios se produce a seleccionar la ruta ms factible. PESOS ABSOLUTOS:

los pesos se da de la siguiente manera 1 para valores menores de cada parmetro; 2 para el que le sigue y 3 para el mayor valor; solamente en la pendiente media es al contrario 1 para el mayor y 3 para el menor.( ver memoria de calculo)

PESOS RELATIVOS:

En este caso se colocara 1 en el menor valor y en los siguientes pasos ser la divisin del valor de la ruta evaluada entre el valor de la ruta menor (paso1) y en la caracterstica de la pendiente media se colocara peso 1 al menor valor y en los siguientes pasos ser la divisin del valor de la ruta menor (paso1) entre el valor de la ruta (ver memoria de calculo)

DETRMINACION DE LAS COORDENADAS DEL PUNTO DE PARTIDA Y LLEGADA

Esta se saca de la carta nacional donde el punto de partida es el B y el punto de llegada es el 2.

MEMORIA DE CLCULOCUADRO N 014

DETERMINACIN DEL TIPO DE TOPOGRAFIA DEL TERRENO

TRAMODIAGRAMACOTA MENORCOTA MAYORHD = ARCOTANG (H/D)TIPO DE TOPOGRAFIA

1 132786503272

3272327865017.10ONDULADO

2 232424503246

3242324645017.88ONDULADO

3 3328050243304

32803304245013.24ONDULADO

4 4322450503242

32243242185025.20ACCIDENTADO

5 5329612503308

3296330812509.46LLANO

6 6332633485022

33263348225012.78ONDULADO

7 7105032863296

3286329610501.11LLANO

8 8165032823298

32823298165014.74ONDULADO

9 9165032823298

32823298165016.46ONDULADO

10 10326232503294

3262329432502.16LLANO

11 11145032543268

32543268145023.13ACCIDENTADO

12 12125032643276

32643276125022.52ACCIDENTADO

13 13145033303344

33303344145012.80ONDULADO

14 14145033123326

33123326145012.40ONDULADO

15 15145033323346

33323346145011.53ONDULADO

16 16145032943308

32943308145011.31ONDULADO

17 17125033123324

33123324125017.65ONDULADO

1 8 18105033143324

33143324105012.40ONDULADO

19 19501233183306

33063318125017.53ONDULADO

20 20505032843306

32843306225012.40ONDULADO

= 14.19

Topografa predominante: ONDULADA

TramoD COTAAHTopografia

MayorMenor

1 . 150.0032783272665033.98llana

2 . 2 50.0032463242443426.12llana

3 . 350.003304328024253827.62accidentada

4 . 450.00324232241819420ondulada

5 . 550.003308329612132924ondulada

6 . 650.003348332622234458.18accidentada

7 . 750.003296328610111838.76ondulada

8 . 850.003298328216132944.64ondulada

9 . 950.003298328216174440.82ondulada

10 . 1050.00329432623232379,28montaoza

11 . 1150.003268325414153832.09ondulada

12 . 1250.003276326412132944.64ondulada

13 . 1350.003344333014153832,09ondulada

14 . 1450.003326331214153824ondulada

15 . 1550.003346333214153832,09ondulada

16 . 1650.003308329414153832.09ondulada

17 . 1750.00333233122021485.07accidentada

18 . 1850.003324331410111833.76ondulada

19 . 1950.003318330612132944.64ondulada

20 . 2050.003306328422234458.18accidentada

CUADRO N 015

Para saber el tipo de topografa que predomina en el terreno Se realizo los siguientes clculos.

CUADRO N 016

RUTA ROJA

tramocotasdesnivelAbertura del i%longitud de obras de arte

curvas deobservacion

compastramopuentesalcantarillasvuelta

2 - 1334603.20%40 - - -

3346

1 - 2334603.20%120 - - -

3346

2 - 3334663.25%120 - - -

3340

3 - 4334003.20%160 - - -

3340

4 - 53340543.25%10801(20m) -1

3286

5 - 63286463.25%9201(20m) -1

3240

6 - 73240183.25%3601(20m) - -

3258

7 - 8325813.22.5%40 - - -

3259

total28403(20m) -2

DONDE:

Cotas = cota inicial y final del tramoDesnivel= diferencia de cotasLongitud de tramo= para una abertura de comprar de 3.2 su longitud de tramo es 40

CUADRO N 017

DETERMINAMOS PENDIENTE MEDIA DE RUTA VERDE

tramocotasdesnivelabertura dei %longitud de obras de artecurvas deobservacin

compastramopuentesalcantarillasvuelta

2 - 1334603.20%40 - - -

3346

1 -2334683.25%160 - -1

3354

2 - 33354163.25%320 - - -

3338

3 - 4333823.25%40 - - -

3338

4 - 5333843.25%80 - - -

3342

5 - 6334203.20%40 - - -

3342

6 - 7334243.25%80 - - -

3346

7 - 8334603.20%240 - -1

3346

8 - 9334623.25%40 - - -

3348

9 - 10334803.20%40 - - -

3348

10 - 113348283.25%560 - - -

3320

11 - 12332003.20%40 - - -

3320

12 - 13332083.25%160 - - -

3312

13 - 14331263.25%120 - - -

3318

14 - 15331803.20%40 - -1

3318

15 - 163318143.25%280 - - -

3304

16 - 17330403.20%40 - - -

3304

17 - 183304443.25%8802(20m) - -

3260

18 - 19326003.20%80 - - -

3260

19 - B326013.25%10 - - -

3259

total33302(20m) -3

DONDE:

COTAS = COTA INICIAL Y FINAL DEL TRAMODESNIVEL= DIFERENCIA DE COTASLONGITUD DE TRAMO= PARA UNA ABERTURA DE COMPRAR DE 3.2 SU LONGITUD DE TRAMO ES 40

CUADRO N 018ANLISIS DE LA RUTA AZUL

tramocotasdesnivelabertura dei%longitud obras de artecurvas de observacion

compastramopuentesalcantarillasvuelta

2 - 1334623.25%40 - - -

3348

1 - 2334803.20%120 - - -

3348

2 - 33348303.25%600 - - -

3318

3 - 4331803.20%80 - - -

3318

4 - 53318363.25%720 - -1

3282

5 - 6328223.25%401(20m) - -

3284

6 - 7328243.25%801(20m) - -

32785.71%

7 - 8327883.25%160 - - -

32705.51% -1

8 - 9327003.25%40

32705.00%

9 - 10327023.25%401(20m)

32685.00%

10 - 11326803.20%40

3268

11 - 12326883.25%160

3260 6.4%

12 - 13326003.25%40

3260

13 - 14326013.25%40

3259

22003(20m)2

DONDE:Cotas = cota inicial y final del tramoDesnivel= diferencia de cotasLongitud de tramo= para una abertura de comprar de 3.2 su longitud de tramo es 40

CUADRO N 019

ELECCION DE RUTA - ( METODO DE PESOS ABSOLUTOS)

CARACTERISTICASRUTA VERDE RUTA ROJARUTA AZUL

VALORPESOVALORPESOVALOR PESO

Longitud total32903.028402.022001.0

Pendiente media3.92%3.06.34%1.04.50%2.0

Pendiente mxima5.00%1.05.00%1.05.00%1.0

Puentes y longitud2(20m)1.03 (20m)3.02(20m)2.0

N de alcantarillas00.000.000.0

N de curvas de vuelta2.02.02.02.01.01.0

TOTAL10.009.007.00

CONCLUSIN: LA RUTA AZUL ES LA MAS FACTIBLE DE EJECUTAR.!

CUADRO N 020

ELECCION DE RUTA - ( METODO DE PESOS RELATIVOS)

CARACTERISTICASRUTA VERDE RUTA ROJARUTA AZUL

VALORPESOVALORPESOVALOR PESO

Longitud total32901.50028401.33022001.000

Pendiente media3.92%1.0004.70%1.1904.50%1.150

Pendiente mxima5.00%1.0005.00%1.0005.00%1.000

Puentes y longitud2(20)1.9003 (20m)1.9002(20m)1.000

N de alcantarillas00.00000.00000.000

N de curvas de vuelta2.02.0002.02.0001.01.000

TOTAL7.4007.4205.150

CONCLUSIN: LA RUTA VERDE ES LA MAS FACTIBLE DE EJECUTAR.!