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Clase de Vías de Comunicación 1

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Clase de Vías de Comunicación 1, díctadas por el profesor Abenámar Capriles

Clase de Vías de Comunicación 1, díctadas por el profesor Abenámar Capriles

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  • 1. INTRODUCCIÓN Después de dictar por más de 10 años las asignaturas Vías de Comunicación I y Vías de Comunicación II, se ha venido depurando los contenidos a enseñar y la forma en que estos se suministran para facilitar a los alumnos interesados su comprensión y conocimiento. Con el apoyo de las nuevas tecnologías un grupo de estudiantes realizaron videos de todas las clases y a la hora de entregar la memoria descriptiva de su proyecto reflejaron parcialmente, pero de manera muy fiel, la información suministrada. Con la memoria descriptiva fue realizada en formato digital, se les solicitó una copia y se utilizó como la base de este libro de apuntes en su versión 1.0. Aprovechamos para felicitar a María Bastidas e Ivan Conde por su dedicación y empeño y estamos seguros que serán excelentes ingenieros para servir al país, a la sociedad y lograr además sus sueños personales, alcanzando la realización que todos buscamos.
  • 2. INDÍCE MÓDULO I: CONSIDERACIONES BÁSICAS……..………………………. 3 MÓDULOII: (PARA VIAS I) TRANSITO ……………...……………………. 4 MÓDULO III: PLANIMETRÍA ………………………………………………… MÓDULO IV: ALTIMETRÍA ………………………………………………….
  • 3. MÓDULO I CONSIDERACIONES BÁSICAS Todo estudiante de ingeniería civil debe manejar las definiciones de los conceptos utilizados en las Normas para el Proyecto de Carreteras, los cuales se encuentran en el “Vocabulario Vial” publicado por NORVIAL en 1977. 1.1.- Clasificación de las carreteras De manera muy pragmática invitamos a los estudiantes a revisar esta información en la Norma, desde la página 2, hasta la página 4. 1.2.- Alcance de un proyecto Vial De igual forma los estudiantes deben leer y comprender todos los contenidos que la Norma posee desde la página 5 hasta la página 9. 1.3.- Características Físicas de la zona afectada. En la Norma desde la página 10 hasta la 16, se tocan tópicos como la topografía, Geología, Drenaje y Ambiente.
  • 4. MÓDULO II TRÁNSITO Todo proyecto vial debe basarse en datos reales, entre los cuales uno de los más importantes es el tránsito, el Capitulo V de las Normas para el proyecto de carreteras se dedica a este aspecto y será el desarrollado a continuación en el presente modulo. 2.1.- Tránsito promedio diario (TPD) Es la unidad que se utiliza comúnmente para expresar el volumen del tránsito, es resultado de dividir en el número total de vehiculo que pasan por una sección de una vía en un año entre los 365 días correspondientes. En contadas excepciones se dispondrá de la información de los conteos de manera continua durante un año, esto está ocurriendo en vías monitoreadas digitalmente y en forma constante, dejando un registro que sirve para estudios posteriores, cabe destacar que estas grabaciones se realizan mas que todos para el control de ingresos económicos de vías con peajes. Las normas describen como se realizan generalmente estos conteos por ejes y no por vehiculos, mas sin embargo usted puede realizar un conteo clasificado de vehiculos, el cual utiliza una planillas reguladas por el MTC (ahora parte integral del MINFRA), con estas planillas, dos observadores, uno por cada sentido de circulación, un día domingo y otros dos días cualesquiera de lunes a viernes, en un horario comprendido de 8 am a 12 m y de 2 pm a 6 pm, anotarán por hora cual es la cantidad de vehículos por tipo, desde los particulares, libres y rusticos, hasta las gandolas con semi remolques, incluso anotará en el caso de los camiones, si vienen con carga o no. Si los camiones son del tipo Cava y no se puede determinar si está cargado o no, el
  • 5. procedimiento explica que lo coloques como cargado, que sería la situación más desfavorable. Al promediar estos vehiculos en este intervalo de 8 horas, el procedimiento indica que usted lo debe multiplicar por dos (2) para alcanzar el promedio diario, usted sumará y dividirá los tres días del estudio y conseguirá de esta manera su TPD. Porque el procedimiento considera que sólo el doble de las 8 horas de estudios equivalen a las 24 horas de un día, de acuerdo a ellos, en esas 8 horas pasa el grueso de vehículos y en las 16 horas restantes de 12 m a 2 pm y de 6 pm a 8 am, existen períodos de escaso a nulo en lo que a volumen vehicular se refiere. Con las nuevas tecnologías se puede video grabar las 24 horas y luego con calma y en la comodidad de una oficina, se llenan las planillas por hora y por tipo, se suman y se divide directamente entre 3, obteniendo nuestro TPD más exacto. Incluso si determinamos una distancia de recorrido en el video, y decimos que desde que un vehículo entra en la pantalla hasta que pasa por esa raya blanca que pintamos en el piso recorre 400 metros, podriamos además estimar la velocidad promedio de cada tipo de vehículo y la velocidad de recorrido de los vehículos en general en el tramo sujeto del estudio. 3.2.- Volumen de Hora-pico Lo primero que indico en este aparte es que la palabra pico es una grosería en Chile y que nuestros colegas lo llaman Hora-punta, verbalmente explicaré su significado y hablaré de otras palabras que podrían hacer pasar un vergüenza a un ingeniero venezolano en el exterior, dicen que nadie aprende de experiencias ajenas, pero es obligación del docente, realizar las advertencias de rigor.
  • 6. El TPD no refleja las variaciones del tránsito durante el período correspondiente, es decir en un día. CAPITULO III PLANIMETRÍA 3.1.- MKS: Antes de iniciar este capitulo se estima como muy conveniente el repasar algunos conceptos básicos mínimos que un grupo importante de alumnos no maneja en la forma adecuada que garantice la comprensión de los nuevos conceptos. El sistema de medida utilizado oficialmente en Venezuela es el MKS, Metro – Kilogramo – segundo, conocimientos del 3er año de bachillerato o 9no grado. Al referirnos a los metros, debemos entender que un metro está dividido en 100 partes iguales denominadas centímetros y que cada uno de estos centímetros está dividido a su vez en 10 partes iguales denominadas milímetros, por ser cada una de ella la milésima parte de un metro. 100 cm1 metro 10 mm1 cm 1000 mm1 metro 2.2.- Escala: Cuando nos indican que un plano está dibujado en una escala de 1 a x, significa que por cada unidad de medida que empleemos, por ejemplo 1 cm, equivale a X cms en el tamaño real o natural.
  • 7. Si tenemos una escala de 1:500, significa que cada centímetro en el plano equivale a 500 centímetros en escala natural y como sabemos que 100 centímetros son 1 metro, podemos afirmar que en escala 1:500, cada centímetro equivale a 5 metros. Si tenemos una escala 1:1000, significa que cada centímetro en el plano equivale a 1000 centímetros en escala natural, es decir que cada centímetro equivale a 10 metros y como en un centímetro hay 10 milímetros, cada milímetro en esta escala equivale a un metro. Si tenemos una escala 1:100.000, significa que cada centímetro en el plano equivale a cien mil centímetros en escala natural, y como 100 centímetro es un metro y mil metros son un kilómetro, podemos afirmar que cada centímetro equivale a 1 Km, con lo cual cada milímetro equivale a _______________. 2.3.- Puntos de paso Al momento de efectuar un proyecto de carretera hay que tener muy claro las normativas que hay que seguir dependiendo en el entorno donde se vaya a trabajar, los requisitos principales para empezar un proyecto de carretera es saber las coordenadas de salida y de llegada de la misma; puntos de pasos intermedios, la velocidad del diseño que va llevar nuestra carretera y sus respectivo ancho de canal y hombrillo, estos valores son suministrados por el ente contratante del proyecto o por el ingeniero de transito que después de realizar el estudio correspondiente así los estime. Para el caso académico la información es suministrada por el docente:
  • 8. Punto de Salida: Norte 1132000 Punto de llegada: Norte 113400 Este 665900 Este 667100 Velocidad de Diseño: 80 Kph Ancho de Canal: 3.60 mts Ancho de Hombrillo: 1.40 mts Norte Esquema N° 1 490 505 495 500 510 1132000 Punto de Salida 515 665900 Este El Esquema Nº 1, que observamos nos representada gráficamente como se ubican los puntos de paso en el plano; el procedimiento es buscar los valores de las coordenadas Norte y Este y interceptar dichos valores para encontrar nuestro punto de salida. Así mismo ubicamos nuestro punto de llegada de nuestra carretera. 2.4.- determinación de las cotas de los puntos de paso: Luego, de ubicar estos puntos determinamos sus cotas dela siguiente manera: 1.- Se mide con un escalimetro entre las dos cotas buscan entre ellas la distancia mas corta, ya que en Topografía se nos señala que al momento de interpolar debe ser por la línea de máxima pendiente que no es mas que aquella distancia más corta entre dos cotas; porque a mayor pendiente menor distancia.
  • 9. 505 500 2.- Luego, de buscar la distancia mas corta entre las cotas se efectúa a encontrar distancia menor y la total desde la cota al punto de salida, como por ejemplo, en el proyecto 2007-I: 500 505 505 500 Dtotal Dmenor 3.- Seguidamente de haber encontrados estas dos distancia se realiza una relación de triangulo, la cual se realiza de la siguiente manera: 505 Distancia menor (Dmenor) = 0.60 cm Distancia total (Dtotal) = 2.9 cm. Salto de Cota: 5 5 X 500 0.60 2.9 5 2.9 = X 0.60 5 * 0.60 2.9 = 1.03
  • 10. Este valor obtenido se lo sumamos a la cota menor que en este caso es 500 msnm encontrando así la cota del punto de salida que es 501.03 msnm. Del mismo modo se hallo la cota del punto de llegada. 485 5 X 480 1.5 3.5 Distancia menor (Dmenor) = 1.5 cm Distancia total (Dtotal) = 3.5cm. Salto de Cota: 5 5 3.5 = X 1.5 5 * 1.5 = 2.14 3.5 En este caso restamos el valor obtenido a la cota mayor que es 485 msnm para así encontrar la cota de llegada que es 482.86 msnm. 2.5.- Pendientes de una carretera Estudiando la norma, esta nos explica todo lo referente a como deben ser las pendientes que puede poseer una carretera, son unas dos páginas y un pedacito, nada tedioso que debes leer para comprender mejor lo que a continuación se te explica. Pero, y ¿Qué es pendiente?, ¿Cómo se representan las pendientes en vialidad?
  • 11. Al igual como deben venir manejando el concepto desde que manejan los conocimientos de la ecuación de una recta, y = mX + b, donde m es la pendiente y es igual a (y2-y1)/(x2-x1), en vías se le denomina con la letra S, y se dice que es igual a la diferencia de alturas entre los puntos en estudio y la longitud que hay entre ellos, es decir: S = C/ H El resultado de esta formula viene expresado en m/m, pero se lleva a porcentaje multiplicándolo por cien y en consecuencia cuando en vías se habla de pendientes del 2% ó 5%, quieren decir: 2%  5% 2m 5m 100 el signo Comometros de la pendiente es regido por el100 metros progresivazo, sentido del si cuando el progresivazo aumenta y se va en subida, el signo es positivo, pero si se va en bajada el signo es negativo, si tenemos -2% ó -5%, se representaría así: -2% 2m 100 metros 5m -5% 100 metros 2.6.- Cálculo de la pendiente ideal para la construcción de la línea de pendiente uniforme.
  • 12. En el próximo aparte explicaremos como construir una línea de pendiente uniforme y cual es su utilidad en la elaboración de un proyecto de vialidad, pero antes de aprender esto, debemos estimar cual sería Seguidamente se realiza la estimación de la ideal pendiente para construir LPU (Línea de pendiente uniforme). Pto de Llegada 482.86 msnm Norte Pto de Salida 665900 – 667100 = 1200 (Coordenadas Este) 501.03 msnm 501.03 – 482.86 = 18.17 0.015 = 1.5% En la grafica que ilustramos anteriormente, es la estimación de la distancia que debe haber en el tramo del punto de salida y el punto de llegada; Esta se calculo a través de la formula S = Δc / ΔH para así obtener un valor de una pendiente que nos va ha servir, como orientador para saber cuantonos debemos alejar de esta pendiente Este estimada, el valor obtenido fue de 1.5% como este valor no esta normalizado se aproximo a la pendiente del 2%, ya que la norma me da u margen del 2% al 8% Este valor del 2% lo utilizamos para saber nuestro ΔH que es la abertura del compás a escala del plano (1: 1000), este valor lo realizamos de la siguiente manera: S= ΔH ΔH = Δc Tenemos al Δc y S (que es nuestra pendiente estimada), entonces despejamos al ΔH. Δc Δc = 5 mts
  • 13. S ΔH = S = 2% (0.02) 5 0.02 ΔH = 250 mts Nos dio 250 mts que hay que llevar a escala 1:1000 Regla de tres 1 cms X 10 mts 250 mts X = 250 mts * 1cms Escala 1:1000 = 25 cms 10 mts Estos 25 cms es nuestra abertura de compás, pero nos podemos dar cuenta que es una distancia muy grande y vamos a tener que maniobrar para llegar al punto de llegada, por ello decidimos irnos por la siguiente pendiente que es la del 3%. ΔH = Δc = 5 mts S ΔH = Δc S = 3% (0.03) 5 0.03 ΔH = 166.67mts Nos dio 166.67mts que hay que llevar a escala 1:1000 Regla de tres 1 cms X 10 mts Escala 1:1000 166.67mts X =166.67mts * 1cms = 16.67cms 10 mts Al obtener nuestra abertura del compás empezamos a trazar la línea de pendiente uniforme (LPU), en nuestro plano de la siguiente manera, es muy
  • 14. importante acotar que la distancia del primer tramo y último tramo son calculados para que puedan tener la misma pendiente. 510 500 505 Como en el dibujo anterior, nos fuimos cortando cada cinco metro con nuestra abertura hasta llegar a el punto de llegada y así construir la línea de pendiente uniforme (LPU), Seguidamente construimos la poligonal de nuestra carretera.