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I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
PROYECTO DISEÑO VIAL
CARRETERA
MONIQUIRA – SANTA SOFIA
0
PROYECTO DE DISEÑO VIAL
CARRETERA MONIQUIRA – SANTA SOFIA [BOYACÁ]
ORLAY LEONARDO SOTO JAIMES
2114594
PRESENTADO A:
SANDRA MILENA COTE VARGAS
Ingeniera Civil
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
BUCARAMANGA
DISEÑO VIAL
2015
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
INTRODUCCIÓN
La infraestructura vial y es un factor de gran influencia en el desarrollo y
crecimiento sostenible de un país, departamento o municipio permite promover
economía competitiva, incrementa el turismo y a su vez mejora la calidad de vida
de la comunidad.
Colombia posee una red de carreteras nacionales deficientes con altos niveles de
atraso provocados por la falta e inadecuada planeación , adicionalmente el sector
vial no ha evolucionado a igual ritmo que el desarrollo del país generado demoras
y perdidas en la economía del mismo; aunque haciendo una comparación entre
la malla vial actual y la existente en el siglo XIX se han notado mejoras puesto que
hoy posee vías multicarriles, se han aumentado las vías municipales
pavimentadas y se ha logrado acceso a municipios que se encontraban olvidados
por medio de corredores viales óptimos para la comunicación entre ellos.
Este proyecto se creó con el fin de diseñar una vía terciaria segura, óptima,
económica, funcional y amistosa con el medio ambiente que comunique los
municipios de Moniquirá y Santa Sofia [Boyacá] e intensifique la economía de la
región, este informe presenta adjunto un tramo vía de 1 kilómetros [Km]
aproximadamente propuesto.
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I SEMESTRE 2015
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OBJETIVOS
GENERAL
Diseñar una vía terciaria que cumpla con los requerimientos dados por el Manual
de Diseño Geométrico [GEOM 2008] del INVIAS y se ajuste a la topografía del
terreno, conectando los municipios de Moniquirá y Santa Sofia.
JUSTIFICACION
El propósito de este trabajo es el diseño de una vía que conecte los municipios
mencionados.
El motivo principal para la creación de la carretera es incrementar la economía de
la región basada en la compra y venta de panela, agricultura en general, y
elaboración de Bocadillo brindando una mayor facilidad en el trasporte y
comercialización de sus productos, lo cual es de vital importancia para ambos
municipios ya que es la principal fuente de comercio e ingresos de sus habitantes.
Moniquirá
Es un centro turístico, temperatura media de 18,5 °C, su agricultura es muy rica y
está representada por la caña de azúcar, con la que se elaboran en los trapiches
la panela, también el maíz, café, frijol, guayaba, naranja, yuca. También es
importante su ganadería. Esta ubicada 67 km de Tunja la capital del
departamento.
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I SEMESTRE 2015
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En su producción industrial encontramos la panela y el bocadillo de guayaba por lo
que se le conoce como la ciudad dulce de Colombia.
Santa Sofía
Es un municipio colombiano ubicado en la Provincia de Ricaurte en el
departamento de Boyacá. Esta situado a 12 km al norte de Villa de Leyva y a 77
km de Tunja la capital del departamento.
Economía
La base de la economía del municipio es la agricultura, destacándose el cultivo de
curuba de castilla y el cultivo de tomate en invernadero, también se cultiva la fresa
y los caducifolios, papa, maíz, arveja, frijol, yuca y caña de azúcar; en un segundo
renglón se encuentra la ganadería con la explotación de ganado bovino tipo carne
y leche.
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METODOLOGÍA DEL PROYECTO
CRITERIOS DE DISEÑO
De acuerdo a la topografía que se encuentra entre los municipios, se determinó
que el terreno posee una pendiente en el rango de 4-6% clasificando así como un
terreno ondulado.
Línea proyecto
Trabajando sobre un terreno ondulado y de acuerdo a la relieve se estableció una
pendiente del 5%, en base a estos criterios se planteó una línea de ceros que
permitió diseñar la línea de tránsito o proyecto.
En base a las especificaciones anteriores se establecen los diferentes criterios de
diseño para una vía terciaria.
Velocidad de diseño
La velocidad de diseño para una vía terciaria de terreno ondulado se establece en
un rango de velocidades de 30-40 Km/h, para este proyecto se decidió utilizar una
velocidad de diseño de 40 Km/h [Vd=40 Km/h], en busca de un flujo vehicular
optimo y constante en la carretera.
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Figura . Velocidad de diseño
ALINEAMIENTO HORIZONTAL
Una vía está constituida por curvas horizontales circulares simples, espiral curva
espiral o espiral espiral.
Análisis para la espiralización
smirnoff= vd19 [ vd2Rc
−127 ec ]=4019 [ 402191−127∗(4.61%)]=5.31[m]
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Barnett= Vd3
28Rc= 403
28∗191=11.97 [m ]
Aastho=b∗ecmr
=3 (4.61% )0.96%
=14.406[m ]
¿=20[m ]
k=√191∗20=61.806[m ]
Disloque= ¿2
24 Rc= 202
24∗191=0.0873
Disloque<0.25 , no se debeespiralizar la curva
Curva Horizontal simple
∆=29 °
Rc=191m
|PI|=256m
T=Rc∗tan ∆2=49.4m
Longitud de la curva
G=2∗sen−1 c2∗191
=6 ° 0' .29 ' '
Lc= 29°∗206 °0 '29 ' '
=96.63m
|Pc|=256−49.49=ko+206.6m
|Pc|=206.6+96.63=ko+303.23m
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|PI|=ko+256mUna vía terciaria debido a su clasificación posee una sola calzada
en la cual se distribuyen dos carriles de sentido contrario, en este proyecto se
tomó un ancho de calzada de 6 metros [m] con dos carriles de ancho de 3.0
metros [m].
El bombeo designado para el proyecto es del e’=2%.
e’max= 4.61% se obtiene de la tabla 2.3 de la norma
Vd= 40 km /h
Rc= 192
Talud de corte y relleno
En todo proyecto vial siempre va a existir movimiento de tierra para adaptar el
terreno de la mejor forma para la construcción de la vía, en el trazado de la
carretera se asumieron una relación de corte de 1:1 lo que implica que lo que la
distancia que se corta verticalmente es igual a la cortada horizontalmente, y una
relación de terraplén de 2:1.
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8
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La pendiente máxima es proporcional a la velocidad de diseño a la cual circularan
los vehículos, buscando el menor esfuerzo y degaste de los mismo al transitar por
cuestas arriba y brindando seguridad cuestas abajo. En la carretera se definió una
pendiente máxima de 7%
Figura . Pendiente máxima
CARTERA TOPOGRAFICA
CARTERA TOPOGRAFICA
ABSCISAELEMENTOS DE
LA CURVA
COTA
NEGRA
COTA ROJA
INFERIOR EJE SUPERIOR
0.00 806.00 805.94 806.00 805.94
20.00 805.44 805.04 805.10 805.04
40.00 804.89 804.14 804.20 804.14
60.00 804.33 803.24 803.30 803.24
80.00 803.62 802.34 802.40 802.34
100.00 802.67 801.44 801.50 801.44
120.00 801.64 800.54 800.60 800.54
140.00 800.49 799.64 799.70 799.64
160.00 799.23 798.74 798.80 798.74
180.00 797.87 797.84 797.90 797.84
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
200.00 796.53 796.94 797.00 796.94
206.60 absc pc :K0+206.6 796.00 796.56 796.70 796.84
216.60 T: 49.40 mm 795.20 796.11 796.25 796.39
226.60 Rc:135 m 794.60 795.66 795.80 795.94
236.60 Δ:29º 794.00 795.21 795.35 795.49
246.60 Vd:40 Km/h 793.60 794.76 794.90 795.04
256.60 C:20 m 793.25 794.31 794.45 794.59
266.60 E:4.61 m 792.83 793.86 794.00 794.14
276.60 792.48 793.41 793.55 793.69
286.60 Lc: 96.63 m 792.16 792.96 793.10 793.24
296.60 G: 6º 0' 8.29'' 792.00 792.51 792.65 792.79
303.23 absc pT :K0+303.23 792.00 792.22 792.35 792.49
310.00 792.00 791.91 792.05 792.19
330.00 791.84 791.09 791.15 791.09
350.00 791.13 790.19 790.25 790.19
370.00 790.41 789.29 789.35 789.29
390.00 789.41 788.39 788.45 788.39
410.00 788.24 787.40 787.46 787.40
430.00 786.67 786.32 786.38 786.32
450.00 785.11 785.25 785.31 785.25
470.00 783.74 784.17 784.23 784.17
490.00 782.45 783.09 783.15 783.09
510.00 781.18 782.01 782.07 782.01
530.00 780.00 780.93 780.99 780.93
550.00 779.00 779.86 779.92 779.86
570.00 778.00 778.78 778.84 778.78
590.00 777.10 777.70 777.76 777.70
610.00 776.18 776.62 776.68 776.62
630.00 775.24 775.54 775.60 775.54
650.00 774.29 774.47 774.53 774.47
670.00 773.33 773.39 773.45 773.39
690.00 772.38 772.31 772.37 772.31
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
710.00 771.38 771.23 771.29 771.23
730.00 770.47 770.15 770.21 770.15
750.00 769.59 769.08 769.14 769.08
770.00 768.78 768.11 768.17 768.11
790.00 768.00 767.24 767.30 767.24
810.00 767.23 766.38 766.44 766.38
830.00 766.46 765.52 765.58 765.52
850.00 765.58 764.66 764.72 764.66
870.00 764.53 763.80 763.86 763.80
890.00 763.59 762.93 762.99 762.93
910.00 762.78 762.07 762.13 762.07
930.00 762.00 761.21 761.27 761.21
950.00 761.00 760.35 760.41 760.35
970.00 760.00 759.49 759.55 759.49
990.00 758.82 758.62 758.68 758.62
1006.00 758.00 757.76 757.82 757.76
MOVIMIENTO DE TIERRA y CARTERA DE CHAFLANES
SECCIONES TRANSVERSALES CHAFLANES AREA VOLUMEN
ABSIZQUIERD
O (m)EJE
DERECH
O
TERRAPLE
N m2
CORTE
m2
TERRAPLEN
m3
CORTE
m3
CORTE-
TERRAPLE
N
ACUMULADO
k0+001 0 -1
1.5 -1.05 05 0 3.7
k0+201.3 0 -0.35 -1
1.17 -2.2425 26.7 32.925 6.225 6.2255.7 1.2 0 3.9
k0+40-0.3 -0.7 -2
-5.47 7.8 28.0676 20.267648 26.492648133.2 0 4.5
k0+60-0.4 -1 -2
-7.2 0 126.7 126.7 153.19264813.4 0 4.7
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
k0+80-0.6 -1.2 -2
-9.69 0 168.9 168.9 322.09264813.6 0 5.3
k0+100-0.6 -1.15 -2
-8.7125 0 184.025 184.025 506.11764813.5 0 5
k0+120-0.4 -1 -2
-7.8 0 165.125 165.125 671.24264813.4 0 5
k0+1400 -0.5 -1
-3.6 0 114 114 785.24264813 0 4.2
k0+1600 -0.4 -1
-3.24 0 68.4 68.4 853.64264813 0 4.2
k0+1801 0 -1
1.5 -0.9 10 16.2158 6.2158004 859.85844865 0 3.6
k0+2001.6 0.5 0
4.675 58.8207502 6 -52.82075 807.03769836.1 0 3
k0+206.61.8 0.7 0.1
6.21 108.85 0 -108.85 698.18769836.5 0 3.1
k0+216.62.2 1.1 0.3
9.855 160.65 0 -160.65 537.53769837.5 0 3.6
k0+226.62.9 1.2 0.4
12.69 225.45 0 -225.45 312.08769839 0 3.9
k0+236.63.2 1.3 0.5
14.195 268.85 0 -268.85 43.237698329.3 0 4
k0+246.62.9 1.3 0.5
13.55 277.45 0 -277.45 -234.21230179 0 4
k0+256.63.5 1.7 1.3
20.63 341.8 0 -341.8 -576.012301710.2 0 5.6
k0+266.63 1.2 0.4
12.66 332.9 0 -332.9 -908.91230179 0 3.6
k0+276.62.8 1 0.3
10.625 232.85 0 -232.85 -1141.7623028.5 0 3.6
k0+286.62.7 1 0.3
10.45 210.75 0 -210.75 -1352.5123028.3 0 3.6
k0+296.6 2 0.6 0.1 6.18 166.3 0 -166.3 -1518.812302
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
7 0 3.1
k0+303.231.5 0.3 0 -0
3.375 -0.3 94.1466747 2 -92.146675 -1610.9589766 0 1.5 3.4
k0+3101 0 -1
1.5 -1.2 48.75 15 -33.75 -1644.7089765 0 3.8
k0+330-0.1 -0.7 -2
-5.06 10 25.3057 15.305714 -1629.4032623.1 0 4.5
k0+350-0.4 -0.8 -2
-6.58 0 39.1322 39.132236 -1590.2710263.4 0 4.8
k0+370-0.6 -1.1 -2
-8.63 0 51.1626 51.162608 -1539.1084183.6 0 5
k0+390-0.4 -0.9 -2
-7.44 0 53.7137 53.713736 -1485.3946823.4 0 5.8
k0+410-0.3 -0.8 -2
-6.2 0 45.6549 45.654935 -1439.7397473.3 0 4.7
k0+4300.2 0 -0.3 -1
0.1 -2.4 0.66666667 31.6169 30.950265 -1408.7894823.5 2 0 4
k0+4500.9 0.2 0 -0
1.96 -0.34 20.6 27.4 6.8 -1401.9894824.8 0 1.3 3.4
k0+4702.2 0.4 0
5 0 67.2699678 2.26667 -65.003301 -1466.9927835.5 0 3
k0+4901.7 0.7 0.2
6.315 113.15 0 -113.15 -1580.1427836.5 0 3.4
k0+5101.7 0.8 0.2
6.81 131.25 0 -131.25 -1711.3927836.5 0 3.4
k0+5302 1 0.4
9.05 158.6 0 -158.6 -1869.9927837.1 0 3.8
k0+5501.7 0.9 0.3
7.545 165.95 0 -165.95 -2035.9427836.4 0 3.7
k0+5701.7 0.8 0.3
7 145.45 0 -145.45 -2181.3927836.5 0 3.5
k0+5901.6 0.6 0.2
5.58 125.8 0 -125.8 -2307.1927836.2 0 3.4
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
k0+6101.3 0.5 0
4.1 96.8 0 -96.8 -2403.9927835.6 0 3
k0+6301 0.3 0 -0
2.595 -0.07 66.378831 0.46667 -65.912164 -2469.9049475 0 2.3 3.2
k0+6501 0.2 0 -0
2.16 -0.21 47.55 2.8 -44.75 -2514.6549475 0 1.6 3.3
k0+6700.7 0.2 0 -0
1.59 -0.42 37.5 6.3 -31.2 -2545.8549474.5 0 0.9 3.4
k0+6900.5 0 -0.15 -1
0.55 -1.3875 21.4 18.075 -3.325 -2549.1799473.9 0.8 0 3.7
k0+7100.3 0 -0.1 -1
0.3 -1.285 8.5 26.725 18.225 -2530.9549473.6 1 0 3.7
k0+7300.3 0 -0.3 -1
0.15 -2.4 4.5 36.85 32.35 -2498.6049473.6 2 0 4
k0+750-0.1 -0.5 -1
-3.775 1 21.1001 20.100111 -2478.5048373.1 0 4.2
k0+770 -0.1 -0.6 -1 -4.5 0 82.75 82.75 -2395.754837
3.1 0 4.4
k0+790-0.2 -0.8 -1
-5.44 0 99.4 99.4 -2296.3548373.2 0 4.4
k0+810-0.4 -0.8 -2
-6.39 0 118.3 118.3 -2178.0548373.4 0 4.7
k0+830-0.6 -0.9 -2
-7.77 0 141.6 141.6 -2036.4548373.6 0 5
k0+850-0.5 -0.8 -2
-6.58 0 143.5 143.5 -1892.9548373.5 0 4.7
k0+870-0.4 -0.7 -1
-5.43 0 120.1 120.1 -1772.8548373.4 0 4.4
k0+890-0.2 -0.6 -1
-4.5 0 99.3 99.3 -1673.5548373.2 0 4.3
k0+910-0.4 -0.6 -1
-4.32 0 88.2 88.2 -1585.3548373.4 0 4
k0+930 -0.4 -0.7 -1 -5.06 0 93.8 93.8 -1491.554837
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
3.4 0 4.2
k0+950-0.2 -0.6 -1
-3.96 0 90.2 90.2 -1401.3548373.2 0 4
k0+970-0.1 -0.5 -1
-3.25 0 72.1 72.1 -1329.2548373.1 0 3.9
k0+990 0.1 -0.2 -1 0.15 -1.26 1 16.5759 15.575929 -1313.678908
3.2 0 3.6
k0+10060.5 0 -0
0.75 -0.6 9 18.6 9.6 -1304.0789084 0 3.4
192.47 156.6625 3804.43289 2500.35
terraplen corteVol
terraplen
vol
corte
De acuerdo a los resultados de volúmenes de masas, se puede decir que el
diseño es apto pero se debe movilizar una importante cantidad de volumen para
relleno del terraplén.
CARTERRA GENERAL DE LA CARRETERA
CARTERA DE CAMPO
ABSIZQUIERD
OEJE
DERECH
O
k0+002 0 -2
10 0 10
k0+202 0 -0.35 -2
8 1.2 0 12
k0+400.2 -0.7 -3.8
6 0 16
k0+60 1.3 -1 -2.7
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
14 0 12
k0+800.4 -1.2 -3.6
11 0 12
k0+1001.5 -1.15 -2.5
16 0 8
k0+1200.6 -1 -3.4
10 0 12
k0+1402 -0.5 -2
16 0 9
k0+1600.8 -0.4 3.2
8 0 1.5
k0+1802 0 -2
10 0 11
k0+2003 0.5 -1
15 0 9
k0+206.62.7 0.7 -1.3
12 0 10
k0+216.62.3 1.1 -1.7
8 0 13
k0+226.63.8 1.2 -0.2
14 0 7
k0+236.6 3.3 1.3 -0.7
10 0 9
k0+246.62.8 1.3 -1.1
9 0 11
k0+256.62.9 1.7 -0.9
7 0 12
k0+266.64 1.2 -2
14 0 14
k0+276.63.5 1 -0.5
12 0 7
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
k0+286.68 1 -1
10 0 9
k0+296.62.5 0.6 -1.4
10 0 11
k0+303.232.3 0.3 0 -1.7
10 0 1.5 10
k0+3102 0 -2
10 0 10
k0+3301.2 -0.7 -2.8
10 0 12
k0+3500.3 -0.8 -3.7
8 0 14
k0+3701.3 -1.1 -2.6
16 0 9
k0+3900.5 -0.9 -3.6
10 0 14
k0+4101.5 -0.8 -2.6
16 0 9
k0+4302.3 0 -0.3 -1.6
17 2 0 8
k0+4501.4 0.2 0 -2.7
8 0 1.3 17
k0+4702.2 0.4 -1.8
12 0 14
k0+4903.1 0.7 -0.8
16 0 11
k0+5102 0.8 -1.9
9 0 18
k0+5303 1 -1
14 0 13
k0+550 1.9 0.9 -0.2
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
8 0 7
k0+5702.8 0.8 -1.2
14 0 13
k0+5901.7 0.6 -0.3
7 0 7
k0+6102.6 0.5 -1.4
15 0 12
k0+6301.6 0.3 0 -2.4
9 0 2.3 18
k0+6502.5 0.2 0 -1.5
16 0 1.6 12
k0+6701.5 0.2 0 -2.6
10 0 0.9 17
k0+6902.3 0 -0.15 -1.6
16 0.8 0 10
k0+7101.2 0 -0.1 -2.7
11 1 0 16
k0+7302.2 0 -0.3 -1.8
16 2 0 9
k0+7501.1 -0.5 -2.8
13 0 14
k0+7702.1 -0.6 -1.9
18 0 7
k0+7901.2 -0.8 -2.6
12 0 12
k0+8100.4 -0.8 -3.6
10 0 14
k0+830-0.4 -0.9 -4.4
6 0 16
k0+8500.7 -0.8 -3.3
15 0 13
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
k0+870-0.3 -0.7 -2.2
5 0 10
k0+8901 -0.6 -3
14 0 15
k0+9100.2 -0.6 -1.8
10 0 12
k0+9301.3 -0.7 -2.7
20 0 18
k0+950 0.4 -0.6 -1.6
8 0 10
k0+9701.5 -0.5 -2.5
18 0 19
k0+9900.6 -0.2 -1.3
3.2 0 10
k0+10062 0 -2
18 0 16
CONCLUSIONES
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL
El diseño que se presenta en este anteproyecto cumple con las
normas y representa una solución viable para enfrentar y remediar
los problemas que se presentan con la ingeniería de vías terrestres.
Se reduce la demora en viajes, pues en vez de ser un camino en el
que se pierda tiempo al avanzar por la via sin asfalto ni demarcación.
El nuevo trazo permite aprovechar el volumen de material que sale
de las rampas que se eliminan para construir el nuevo diseño.
En los dos municipios se van a beneficiar mucho los productores
agrícolas ya que se va tener una via en mejores condiciones para la
distribución de sus productos alrededor del país.
Al realizar el presente trabajo bajo métodos manuales se puede
hacer una mejor interpretación de los resultados y posibles errores
dado que si se hubiera utilizado un software la interaccion hubiera
sido diferente y el análisis no tan detallado de cada parte del diseño.
I SEMESTRE 2015
PROYECTO DISEÑO VIAL