PERFIL
El perfil del alineamiento vertical de una vía corresponde generalmente al eje de esta y se puede determinar a partir de una topografía o por medio de una nivelación de precisión. Cuando el eje de un proyecto se localiza en el terreno este debe ser nivelado con el fin de obtener el perfil de dicho terreno y sobre este proyectar la rasante más adecuada.
Este perfil debe presentar elevaciones reales, es decir con respecto al nivel medio del mar. Para obtener estas elevaciones reales se debe partir la nivelación desde un NP (nivel de precisión), que corresponde a una placa oficial del Instituto Geográfico Agustín Codazzi y de la cual se conoce su altura real. A lo largo de la nivelación del eje se debe dejar cada 500 metros un BM, con el fin de controlar las cotas durante la construcción, además de permitir verificar la contra nivelación del eje. El error de cierre permitido en una nivelación para una vía es:
Dónde:
K = distancia entre BMs expresada en kilómetros.
e = error admisible en cm.
Quiere decir que entre dos BMs consecutivos, en la nivelación de una vía, el error máximo permisible es:
RASANTE
Compuesta por tangentes y curvas. Las Tangentes tienen su respectiva longitud, la cual es tomada sobre la proyección horizontal (_X) y una pendiente (p) definida y calculada como se indica en la figura anterior y expresada normalmente en porcentaje. Dicha pendiente de encuentra entre un valor mínimo y máximo que depende principalmente del tipo de terreno, el tipo de vía, la velocidad de diseño y la composición vehicular que podría tener la vía (Ver Tabla 4.2).
Por su parte la curva vertical que permite enlazar dos tangentes verticales consecutivas, y que corresponde a una parábola, brinda las siguientes ventajas:
• Permite un cambio gradual de pendiente desde la tangente de entrada hasta la tangente de salida.
• Facilita la operación vehicular de una manera cómoda y segura
• Brinda una apariencia agradable.
• Permite un adecuado drenaje.
A su vez esta curva parabólica presenta las siguientes propiedades
• La variación de pendiente es una constante a lo largo de toda la curva
• Los elementos verticales de la curva (cotas) varían proporcionalmente con el cuadrado de los elementos horizontales (abscisas)
• La pendiente de una cuerda de la parábola es el promedio de las pendientes de las líneas tangentes a la curva en los extremos de la cuerda.
CURVA VERTICAL SIMÉTRICA
Se denomina curva vertical simétrica aquella donde la proyección horizontal de
la distancia PCV – PIV es igual a la proyección horizontal de la distancia PIV – PTV.
CURVA VERTICAL ASIMÉTRICA
La curva vertical asimétrica es aquella donde las proyecciones de las dos tangentes de la curva son de diferente longitud. En otras palabras, es la curva vertical donde la proyección horizontal de la distancia PCV a PIV es diferente a la proyección horizontal de la distancia PIV a PTV. Este tipo de curva es utilizado cuando alguna de las tangentes de la curva está restringida por algún motivo o requiere que la curva se ajuste a una superficie existente, que solo la curva asimétrica podría satisfacer esta necesidad.
TIPOS DE CURVA VERTICAL
Las curvas verticales además de dividirse en simétricas y asimétricas, teniendo en cuenta las longitudes, también se clasifican de acuerdo a las pendientes en cóncavas y convexas.
CURVA VERTICAL CONVEXA.
Presenta 3 casos:
• Caso 1. p > 0, q < 0
• Caso 2. p < 0, q < 0, p > q
• Caso 3. p > 0, q > 0, p > q
La curva del Caso 1, cuando las pendientes tienen diferente signo, presenta a lo largo de su trayectoria un punto de cota máxima, mientras que para los otros dos casos, 2 y 3, el punto de cota máxima de la curva estaría ubicado al principio y al final de esta, respectivamente.
CURVA VERTICAL CÓNCAVA
Al igual que la curva convexa también presenta tres casos diferentes:
• Caso 4. p < 0, q > 0
• Caso 5. p > 0, q > 0, p < q
LONGITUD DE LA CURVA VERTICAL
La longitud de la curva vertical debe tener un valor tal que:
• Brinde una apropiada comodidad
• Permita la adecuada visibilidad de parada
• Suministre una buena apariencia a la vía.
En el capítulo anterior se definió el valor de K de modo que al multiplicarlo por la diferencia algebraica de pendientes se obtenía la longitud de curva vertical que garantizará la suficiente visibilidad de parada. Este valor de K, que depende del tipo de curva, cóncava o convexa, y de la velocidad de diseño, se puede definir como la variación de longitud por unidad de pendiente.
Se tiene entonces que la longitud mínima de curva es:
Lv = K.A.
Dónde:
Lv = Longitud curva vertical (m)
K = coeficiente angular de curva vertical
A = Diferencia algebraica de pendientes (%)
Para valores de por encima de 50 se recomienda tener cuidado con el drenaje de la vía, principalmente cuando se tienen pendientes contrarias. Esto se debe a que para valores de K superiores a 50 la curva tiende a ser plana en su parte central dificultando así el drenaje de la vía.
CÁLCULO DE CURVA VERTICAL
A continuación se describe de una manera resumida el procedimiento para el cálculo de una curva vertical:
a. Luego de tener definida la rasante más apropiada para el perfil del terreno se deben calcular las pendientes de las tangentes. Se recuerda que la pendiente de una línea está dada por:
Coordinación con el alineamiento horizontal
A) Controles del trazado en planta
Los límites normativos que se indican más adelante se aplican a la combinación de elementos rectos y curvos de caminos bidireccionales y unidireccionales, excepto cuando se haga la salvedad correspondiente.
Las principales consideraciones que controlan el diseño del alineamiento horizontal son:
Ø Categoría de la Ruta.
Ø Topografía del Área.
Ø Velocidad de Proyecto.
Ø Coordinación con el Alineamiento Vertical.
Ø Costo de Construcción, Operación y Mantención.
Todos estos elementos deben conjugarse de manera tal que el trazado resultante sea el más seguro y económico, en armonía con los contornos naturales y al mismo tiempo adecuado a la categoría, según la Clasificación Funcional para Diseño.
B) Localización del eje en planta.
VIDEO:
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