civ323 capitulo 1

5/25/2018 civ323 capitulo 1

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Ing. PERCY OSCAR GUTIERREZ GOMEZ - UATF

CARRERA DE INGENIERIA CIVIL

ASIGNATURA: CARRETERAS I

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CAPITULO 1. CONSIDERACIONES GENERALES.

1.1. Introduccin

1.1.1. Transporte, medio de traslado de personas o bienes desde un lugar hasta

otro. El transporte comercial moderno est al servicio del inters pblico e incluye

todos los medios e infraestructuras implicados en el movimiento de las personas o

bienes, as como los servicios de recepcin, entrega y manipulacin de tales

bienes. El transporte comercial de personas se clasifica como servicio de

pasajeros y el de bienes como servicio de mercancas. Como en todo el mundo, el

transporte es y ha sido en Latinoamrica un elemento central para el progreso o el

atraso de las distintas civilizaciones y culturas.Ya en el periodo precolombino los incas posean un rudimentario pero eficiente

sistema de caminos interconectados a lo largo y ancho de su Imperio, por el cual

trasladaban distintos tipos de mercaderas. Bien a pie o a lomo de llamas sus

mercaderas lograban llegar a destino. A veces a travs de puentes de cuerdas

entre las montaas. Otros pueblos utilizaron canoas o botes como medio de

comunicacin.

La llegada de los europeos espaoles y portugueses a lo largo de casi toda

Amrica produjo grandes cambios en los medios de transporte. El principal modo

de comunicacin era el martimo, dado que era ms eficiente y rpido para puertos

naturales y para los lugares en los que se construyeron puertos, tanto de mar

como de los caudalosos ros americanos.

Diferentes modos de transporte, en general se utilizan cinco modos de

transporte: acutico, por carretera, ferroviario, areo y oleoducto.

Acutico, el temprano perfeccionamiento del transporte acutico estuvo

estimulado por la tendencia de las poblaciones a concentrarse en las costas o las

vas fluviales. Los antiguos romanos utilizaban embarcaciones a vela equipadas

con varios bancos de remos para transportar a sus ejrcitos hasta Cartago y otros

teatros de operaciones. La construccin de barcos y el aparejo y manipulacin de

las velas fueron mejorando con el tiempo. Con estos cambios, junto con la


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adopcin de la brjula marinera, hizo posible la navegacin en mar abierto sin

avistar la costa.

Al igual que suceda durante la edad antigua en el Mediterrneo y otras zonas del

mundo, el hecho de que los asentamientos coloniales en Amrica estuviesen

establecidos por lo general en las costas, los ros o los lagos, fue a causa y

consecuencia de que las primeras rutas de transporte en las colonias fueran las

vas fluviales naturales, y los modos ms eficientes de viaje se realizaran por

barco.

Ferrocarril, hacia 1830, poco despus de que la lnea de ferrocarril de

Stephenson empezara a dar servicio en Inglaterra, haba en Estados Unidos 1.767

km de ferrocarriles de vapor. En 1839, el trazado se haba incrementado hasta8.000 km y desde 1850 hasta 1910 el crecimiento del ferrocarril fue espectacular.

La construccin del ferrocarril estimulaba en gran parte la colonizacin y el

desarrollo del Oeste. El primer ferrocarril de Estados Unidos fue establecido en

1827, si bien el verdadero desarrollo se inici el 4 de julio de 1828, con el

Ferrocarril entre Baltimore y Ohio.

A partir de 1850 este modo de transporte comenz su expansin en Amrica

Latina. La red ferroviaria financiada por capital francs, ingls o

estadounidense, si bien benefici el transporte de mercancas y pasajeros, fue

diseada generalmente respondiendo a las necesidades comerciales de sus

propietarios y pases de origen y no atendiendo a las necesidades de los pases

latinoamericanos.

Areo, el transporte areo es la forma de transporte moderno que ms

rpidamente se desarroll. Aunque los pioneros de la aviacin en Estados Unidos,

Orville y Wilbur Wright hicieron el primer vuelo en el aparato ms pesado que el

aire en Kitty Hawk, Carolina del Norte, el ao 1903, no fue hasta despus de la

I Guerra Mundial cuando el transporte areo alcanz un lugar destacado en todos

los pases.

Tras la II Guerra Mundial los transportistas areos comerciales recibieron incluso

un mayor impulso cuando los propulsores de los aviones se hicieron ms grandes

y eficientes. Un avance importante tuvo lugar en 1958 con la inauguracin, por


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En Amrica Latina, el caballo, la mula y el transporte sobre ruedas fueron

introducidos por espaoles y portugueses. Los mismos aprovecharon muchas

veces las rutas construidas por los indgenas.

El sistema de carreteras comenz a mejorar notablemente en toda Latinoamrica

a partir de 1930, siendo en la actualidad aceptable en muchos casos. Sin

embargo, las carreteras sudamericanas de las zonas tropical y subtropical sufren

de forma muy acusada las inclemencias climticas, lo cual hace muy costoso su

mantenimiento y muchas veces intil e intransitable su asfaltado durante algunas

pocas del ao debido a las lluvias torrenciales. A esto, en algunos casos, hay que

aadir cierta desidia planificadora.

Historia,la historia del transporte, en un pequeo resumen; se remonta a:Periodo3500 a.C.-2000 a.C.:

3500 a.C.:Carros de rueda

3500 a.C.:Barcas fluviales

2000 a.C.:Caballo usado

Periodo1662-1961:

1662: Blaise Pascal inventa el coche de caballos

1769: Cugnot construye el primer automvil de vapor

1783: Los hermanos Montgolfier inventan el globo

1807: Fulton inventa el barco de vapor

1814: George Stephenson construye la primera locomotora de vapor

1886: Daimler idea el primer automvil movido por un motor de

explosin

1900: Ferdinand von Zeppelin construye el primer dirigible

1903: Los hermanos Wright realizan el primer vuelo a motor

1908: Henry Ford aplica la produccin en cadena en su fbrica de

automviles

1947: Primer vuelo supersnico

1961: Vostok 1, primer vuelo espacial

En Bolivia:

Siglo XIX - Transporte en acmilas desde las costas del pacifico


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1925 Creacin de la Direccin General de Obras Pblicas

1932 Guerra del Chaco Transporte de tropas

1941 Direccin General de Vialidad

1955 Convenio de Cooperacin Boliviano Americano

1961 Servicio Nacional de Caminos

2006 Administradora Boliviana de Carreteras

1.1.2. Diseo geomtrico

Desarrolla los criterios, lmites normativos y recomendaciones que deber emplear

el proyectista para el diseo en la planta y el alzado. Se incorpora al diseo el

concepto de Velocidad Percentil 85% (V85%) y los criterios de prediccin de dichavelocidad en rectas cuya longitud supere los 400 m, de lo que se derivan

implicancias fundamentales para un diseo ms seguro del trazado en planta para

aquellos usuarios que superan la Velocidad del Proyecto; de igual modo, se

establecen los criterios que definen la V* que se emplear para la verificacin de

las distancias de visibilidad de frenado y el diseo en alzado, respecto de aquel

mismo grupo de usuarios. Sobre dichas bases se desarrollan las secciones

relativas a, Distancia de visibilidad, Verificacin de las distancias de Visibilidad,

Trazado en Planta, Trazado en Alzado y Directrices para el Diseo Espacial de

una Carretera.

1.2. Clasificacin de las carreteras

1.2.1. Segn su funcionalidad

La Clasificacin para diseo consulta seis categoras divididas en dos grupos,

ellas son:

Carreteras: Autopistas, Autorrutas y Primarias

Caminos: Colectores, Locales y de Desarrollo


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1.2.2. Segn el tipo de terrenoEn nuestro pas se clasifica en tres tipos:

Terreno Llano: Est constituido por amplias extensiones libres de obstculos

naturales y una cantidad moderada de obras construidas por el hombre, lo que

permite seleccionar con libertad el emplazamiento del trazado haciendo uso de

muy pocos elementos de caractersticas mnimas. El relieve puede incluir

ondulaciones moderadas de la rasante para minimizar las alturas de cortes y

terraplenes; consecuentemente la rasante de la va estar comprendida

mayoritariamente entre + 3%.

Terreno Ondulado: Est constituido por un relieve con frecuentes cambios de

cota que si bien no son demasiado importantes en trminos absolutos, son

repetitivos, lo que obliga a emplear frecuentemente pendientes de distinto sentido

que pueden fluctuar entre 3 al 6%, segn la Categora de la ruta, El trazado en

planta puede estar condicionado en buena medida por el relieve del terreno, con el

objeto de evitar cortes y terraplenes de gran altura, lo que justificar un uso ms

frecuente de elementos del orden de los mnimos. Segn la importancia de las

ondulaciones del terreno se podr obtener un Ondulado Medio o uno Franco o

Fuerte.


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Terreno Montaoso: Est constituido por cordones montaosos o Cuestas, en

las cuales el trazado salva desniveles considerables en trminos absolutos. La

rasante del proyecto presenta pendientes sostenidas de 4 a 9%, segn la

Categora del Camino, ya sea subiendo o bajando. La planta est controlada por el

relieve del terreno (Puntillas, Laderas de fuerte inclinacin transversal, Quebradas

profundas, etc.) y tambin por el desnivel a salvar, que en oportunidades puede

obligar al uso de Curvas de Retorno. En consecuencia, el empleo de elementos de

caractersticas mnimas ser frecuente y obligado.

1.2.3. Caractersticas de las carreteras

1.2.3.1. VelocidadSe define la velocidad como la relacin entre el espacio recorrido y el tiempo que

se tarda en recorrerlo, o sea, una relacin de movimiento que queda expresada,

para velocidad constante, por la formula: V = d/t.

Como la velocidad que desarrolla un vehculo queda afectada por sus propias

caractersticas, por las caractersticas del conductor y de la va, por el volumen de

transito y por las condiciones atmosfricas imperantes, quiere decir que la

velocidad a la que se mueve un vehculo varia constantemente, causa que obliga

a trabajar con valores medios de velocidad.

Una velocidad que es de suma importancia es la llamada Velocidad de Proyecto

oVelocidad Directriz que no es otra cosa que aquella velocidad que ha sido

escogida para gobernar y correlacionar las caractersticas y el proyecto

geomtrico de un camino en su aspecto operacional. La velocidad de proyecto

es un factor de primordial importancia que determina normalmente el costo del

camino y es por ello por lo que debe limitarse para obtener costos bajos. Todos los

elementos del proyecto de un camino deben calcularse en funcin de la velocidad

de proyecto. Al hacer esto, se tendr un todo armnico que no ofrecer sorpresas

al conductor.


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1.2.3.2. Capacidad

El ingeniero necesita saber cul es la capacidad practica de trabajo de un camino

tanto para los nuevos que va a construir y en los cuales pueden prever los

volmenes de transito que va a alojar, como para los caminos viejos los cuales

pueden llegar a la saturacin y entonces requieren la construccin de otro camino

paralelo o el mejoramiento del anterior. La capacidad practica de trabajo de un

camino es el volumen mximo que alcanza antes de congestionarse o antes de

perder la velocidad estipulada, como la estructura del mismo, es necesario que

dicho transito sea estimado de la mejor manera posible previendo cualquier

aumento.

La manera de conocer el tipo de transito en un camino ya construido no presenta

dificultad alguna ya que se reduce de una serie de conteos horarios que indican el

volumen de dicho transito y su tipo. No sucede lo mismo cuando apenas se est

proyectando el camino. En este caso es necesario llevar a cabo estudios

geogrficos fsicos, socioeconmicos y polticos de la regin para poder obtener

datos con los cuales proyectar. Para el conteo de los vehculos el mtodo ms

empleado es el automtico que consiste en un tubo de hule cerrado en un extremo

por una membrana.


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El tubo se coloca transversalmente a la va y al paso de cada eje de un vehculo

sobre el tubo, se produce un impulso de aire sobre la membrana que establece un

contacto elctrico con un aparato que va sumando l numero de impulsos

recibidos. Los contadores automticos tienen la desventaja de que no pueden

clasificarse los vehculos por tipo, cosa que si es factible cuando el conteo se hace

manual, sin embargo el conteo manual es caro ya que se necesita alrededor de

una persona por cada mil vehculos por hora en la va, mientras que si se emplea

un contador automtico se facilita el trabajo.

La capacidad de una carretera se mide generalmente en vehculos por hora y porcarril, o bien en vehculos por hora por ambos carriles, en caso de caminos de dos

carriles.

La capacidad terica de un camino ha sido determinado tomando en cuenta

velocidades con promedio entre 70 y 80 kilmetros por hora y separaciones entre

vehculos de aproximadamente 30 metros.

Como resultado de lo anterior, se ha obtenido una cifra cercana a los dos mil

vehculos por hora; aplicando la formula:

Q = 1000 V / S

En la que V es la velocidad media de los vehculos en ese momento y S el

intervalo medio entre ellos.

Se define como intensidad mxima de vehculos que pueden pasar por una

seccin de un camino, bajo las condiciones prevalecientes del trnsito y del

camino. Normalmente se expresa como un volumen horario, cuyo valor no se

puede sobrepasar a no ser que las condiciones prevalecientes cambien.

Como valores de referencia mximos absolutos se cita a continuacin la

Capacidad en Condiciones Ideales, que corresponde a caminos para trnsito

bidireccional o unidireccional, expresada en trminos de Intensidad:


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Camino Bidireccional de dos Carriles: 2.800 Veh. Livianos/hora (Total

Ambos Carriles).

Camino Unidireccional con al menos dos Carriles para Trnsito en el

mismo sentido: 2.200 Veh. Livianos/hora (por Carril).

Como puede observarse, la unidireccionalidad del trnsito, que evita tener que

compartir los carriles para efectos de adelantamientos, tiene una importancia

capital en la capacidad de una carretera. Las cifras mencionadas representan

valores medios determinados mediante procesos de medicin directa y son

actualmente aceptadas como vlidos internacionalmente.

1.2.3.3. SeguridadSe denomina as al grado de fiabilidad que se puede tener en cuanto a si una

carretera es o no segura para el normal trnsito a travs de ella, sin riesgo de

accidentes y/o inconvenientes futuros.

1.2.3.4. Proyecto de una carretera

1.2.3.4.1. Carreteras nuevas

Sirven para unir un punto geogrfico con otro, por medio de un trazado

Se evalan mediante el criterio de rentabilidad econmica. Se tienen como

principales efectos los ahorros en costos de operacin, disminucin del tiempo de

recorrido, aumento de la velocidad de operacin. De la misma manera, una ruta

alterna ms corta o el mejoramiento en las especificaciones hacen abatir el tiempo

de recorrido.

1.2.3.4.2. Mejoramiento de carreteras existentes

Los proyectos que mejoran la comunicacin se dividen en dos tipos:

A. EL MEJORAMIENTOde la carretera actual consiste en una ampliacin de

sus carriles o la rectificacin de los alineamientos horizontales y verticales.

B. EL MEJORAMIENTO MEDIANTE UNA NUEVA RUTAconsiste en generar

una opcin que una dos centros de poblacin mejorando las caractersticas


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geomtricas que contribuyan a obtener ahorros en el tiempo de recorrido,

costos de operacin, reduccin de accidentes, etc.

La informacin a recabar comprende l transito diario promedio anual, su taza de

crecimiento anual, su composicin vehicular, velocidad media de marcha,

velocidad media de recorrido con y sin proyecto para determinar el ahorro de

tiempo para los usuarios. Los costos de operacin se obtienen para cada tipo de

vehculo (automvil, autobs y camin), y para los tipos de terreno y superficie de

rodamiento actual y de proyecto y para cada velocidad de marcha. Deben quedar

definidos el costo y tiempo de construccin mediante un presupuesto.

Para las rutas alternas se requieren los mismos datos, incluyendo el TDPA para la

nueva ruta, su tasa de crecimiento, su composicin obtenida mediante estudios de

origen y destino, cuantificacin de transito desviado, etc.


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