Alineamiento Vertical PDF

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PARTE B DEL INFORME FINAL DE LA CLASE, TRABAJO CON MAYOR PUNTUACIÓN CORRESPONDIENTE A LA CLASE....

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ALINEAMIENTO VERTICAL

Al proyectar sobre un plano vertical las distintas elevaciones del eje de la carretera, se obtiene el alineamiento vertical o perfil de eje de carretera. El alineamiento vertical está compuesto por tangentes y curvas, caracterizándose las tangentes por su longitud y curvas y su pendiente y se limitan por dos curvas verticales sucesivas. La longitud de la tangente es la distancia medida horizontalmente entre el fin de la curva anterior y el principio de la siguiente; la pendiente de la tangente es la relación entre la diferencia de nivel y la distancia horizontal entre los dos puntos de la misma, expresándola generalmente en porcentaje. La curva vertical tiene por objeto suavizar los cambios de las pendientes en el alineamiento vertical, en cuya longitud se efectúa el paso gradual de la pendiente de entrada a ala pendiente de salida, debiendo dar por resultado un camino de operación segura y confortable, agradable apariencia y características de drenaje adecuadas. El alineamiento vertical de una carretera está controlado principalmente por la: Clasificación Funcional del Camino y Composición del Tránsito •

Topografía del área que atraviesa

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Diseño del alineamiento horizontal y su velocidad de diseño correspondientes

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Distancias de Visibilidad

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Drenaje

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Valores Estéticos y Ambientales

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Costos de Construcción

La topografía del terreno atravesado tiene influencia en el alineamiento de calles y carreteras. Para caracterizar sus variaciones, generalmentese clasifican en tres tipos de acuerdo con la pendiente del terreno, así: 

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Terreno Plano: Es esa condición donde las distancias de visibilidad de diseño vial, en cuanto están gobernadas por las restricciones horizontales y verticales, son generalmente largas o podrían ser así, sin ocasionar mayores dificultades ni grandes gastos de construcción o grandes gastos de construcción. Terreno Ondulado: Es la condición donde las pendientes naturales son ascendentes y descendentes y en consecuencia las pendientes de la calle o carretera se elevan y bajan, y donde ocasionalmente las pendientes fuertes provocan algunas restricciones a los alineamientos horizontal y vertical. Terreno Montañoso: Es aquel que presenta dificultades y altos costos de construcción por la frecuencia de cortes y rellenos, los cuales se requieren para lograr alineamientos horizontales y verticales aceptables.

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Curvas Verticales

En términos generales existen curvas verticales en crestas o convexas y en columpio o cóncavas. Las primeras se diseñan de acuerdo a la más amplia distancia de visibilidad para a velocidad de diseño y las otras conforme a la distancia que alcanzan a iluminar los faros del vehículo de diseño. De aplicación sencilla, las curvas verticales deben contribuir a la estética del trazado, ser confortables en su operación y facilitar las operaciones de drenaje de la carretera. La configuración parabólica de estas curvas es la más frecuentemente utilizada. En las figuras siguientes se muestran los diferentes tipos de estas curvas utilizadas en el diseño del alineamiento vertical.

Tipos de Curvas Verticales

En el diseño del lineamiento vertical se utiliza la curva parabólica de segundo grado, simétrica. Por simplicidad,para el cálculo se utiliza un sistema referencial de coordenadas con el eje “Y” (eje de ordenadas) centrado en el PIV (Punto de Intersección de las tangentes verticales) de dicha parábola. Puede ser apropiado utilizar curvas verticales asimétricas, encasos donde existan restricciones de diseño, por ejemplo, en rampas de intercambiadores o en ramales de intersecciones importantes, en donde no es posible el desarrollo de curvasverticales simétricas debido a restricciones de espacio.

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Curvas Verticales en Cresta:

Las longitudes mínimas de curvas verticales en cresta que se basan en el criterio de distanciasde visibilidad (S), generalmente son satisfactorias desde el punto de vista de seguridad, confort y apariencia. Las ecuaciones básicas para calcular la longitud de una curva vertical en cresta, en términos de la diferencia algebraica de pendientes y distancia de visibilidad son: Cuando S es menor que L: L=

AS 2 2 100 ( √ 2h1 +√ 2 h2 )

Cuando S es menor que L:

L=2 S−

   

2 00( √ 2h1 + √ 2 h2)2 A

Dónde: L = Longitud de la curva vertical, m S= Distancia de visibilidad, m A=Diferencia algebraica de pendientes,en porcentaje h1= Altura del ojo sobre la superficie del camino, m h2 = Altura del objeto sobre la superficie, m

Tomando en cuenta que la distancia de visibilidad es constante para una velocidad dada, se puede expresar la longitud de la curva vertical en función de su constante K, expresándose entonces L = KA, o de otra forma, K = L/A. Los Cuadros 3.23 y 3.24 muestran los valores calculados para K.

Algunos Criterios para el Diseño del Alineamiento Vertical La AASHTO presenta algunos consejos valiosos en torno al diseño del alineamiento vertical, de donde cabe entresacar algunos por su relevancia para la práctica vial centroamericana: • Las curvas verticales en columpio deben evitarse en secciones en corte, a menos que existan facilidades para las soluciones de drenaje. • En pendientes largas, puede ser preferible colocar las pendientes mayores al pie de la pendiente y aliviarlas hacia el final o, alternativamente, intercalar pendientes suaves por cortas distancias para facilitar el ascenso. • En tangente, deberían generalmente evitarse, particularmente en curvas en columpio donde la visión de la carretera puede ser desagradable al usuario. • Los alineamientos ondulados, que involucran longitudes sustanciales de pendientes que generan momento, pueden ser indeseables en el caso de vehículos pesados que pueden incrementar excesivamente su velocidad, sobre todo cuando una pendiente positiva adelante no contribuye a la moderación de dicha velocidad. • Hay que evitar el ”efecto de montaña rusa”, que ocurre en alineamientos relativamente rectos, donde el perfil longitudinal de la rasante se ajusta a las suaves irregularidades de un terreno ligeramente ondulado....