PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR

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1 PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL 1. DATOS INFORMATIVOS MATERIA TRAZADO DE CARRETERAS MÓDULO CARRERA INGENIERIA CIVIL NIVEL QUINTO N DE CREDITOS 8 CREDITOS TEORIA 4 CREDITOS PRÁCTICA 4 PROFESOR ING. VICENTE BENITEZ P. SEMESTRE /AÑO ACADEMICO: SEGUNDO DESCRIPCIÓN DE LA MATERIA TEORIA.- En este modulo se trataran fundamentalmente las normas de Diseño Geométrico vigentes en el MOP analizando su concepto, las hipótesis establecidas y sus rangos de valores a utilizarse de acuerdo a la clasificación de la carretera. Se tomaran en cuenta las recomendaciones de orden práctico que se han dado en los diferentes textos de la materia, en lo que concierne a un buen diseño de las Carreteras y Autopistas. Se darán a conocer las diferentes metodologías empleadas y los alcances de los trabajos para cada fase del Estudio TALLER.- Consistirá en la aplicación práctica de los conocimientos teóricos, se realizaran tres Estudios dirigidos consistentes en: Estudio en Cartas Topográficas de un tramo de carretera entre 25 y 30 Km. De longitud, a escalas 1:50.000, o 1:25.000, empleados para seleccionar las rutas. Estudio de un tramo de carretera de 2.5 a 3 Kms. a nivel de anteproyecto, horizontal y vertical a escala 1:5.000, en una faja topográfica de 500 m. De ancho, obtenida por fotorestitucion. Estudio de un tramo de carretera de 1 a 1.5 Km., a nivel de Estudio Preliminar en proyecto horizontal y vertical en una faja topográfica de 60 m. De ancho, escala obtenida en base a un polígono fundamental y levantamiento de la faja Topográfica mediante trabajos de campo PRACTICAS DE CAMPO.- Consistirán en la demostración de los equipos y procedimientos a seguir para la obtención de los datos de campo, en el levantamiento de la faja topográfica en la fase Preliminar y en el replanteo del proyecto en la fase definitiva. Se realizan los días sábados

2 3.- OBJETIVO GENERAL: El objetivo y alcance del curso de Trazado de Carreteras, consiste en proporcionarle al alumno los conocimientos teórico prácticos fundamentales para que el futuro profesional que se dedique a esta Especialización pueda ampliar sus conocimientos y afrontar los problemas que se le presentan en la practica, con buen criterio y responsabilidad. 4. OBJETIVOS ESPECIFICOS: Se trataran sobre los siguientes temas: CAPÍTULO 1.- INTRODUCCIÓN. Conceptos de Vía, Camino, Carretera, Autopista, Autovía. Definición de los elementos que forman parte de la Geometría de la vía: Eje del camino, calzada, sección transversal, líneas de rasante y subrasante. Sistemas de transporte Transporte: terrestre, aéreo y acuático. Breve resumen histórico. CAPÍTULO 2.- TOPOGRAFÍA. Topografía y características físicas del relieve del terreno. Clasificación: Llano, ondulado, montañoso. CAPÍTULO 3.- TRÁFICO: En caminos nuevos y en caminos existentes Trafico promedio diario anual (TPDA) Estaciones de conteo Proceso del cálculo del TPDA Proyección del tráfico CAPÍTULO 4.- CLASIFICACIÓN DE CARRETERAS: De acuerdo al tráfico proyectado. De acuerdo a su jerarquía. CAPÍTULO 5.- FASES DE LOS ESTUDIOS DE INGENIERÍA Fase Preliminar: Trabajos de Campo y trabajos de gabinete. CAPÍTULO 6.- SELECCIÓN DE RUTAS. CAPÍTULO 7.- ESTUDIO EN CARTAS Estudio en cartas Topográficas: Escalas 1: 50. y 1: Análisis de la información y procedimiento.

3 CAPITULO 8.- RECONOCIMIENTO Reconocimiento de campo: Aéreo, terrestre y combinado. Restitución fotogrametrica y anteproyecto Escala 1:5.000 CAPITULO 9.- TRABAJOS DE CAMPO. Trabajos de campo en la etapa preliminar: Medición de ángulos y distancias, estacadura y referenciacion. Nivelación: BMS, perfiles transversales, ancho de la faja topográfica. Levantamientos Topográficos complementarios, topografías auxiliares. Para puentes, obras de arte menor, intersecciones. CAPITULO 10.- RECOMENDACIONES DE DISEÑO Normas generales para el alineamiento: horizontal, vertical y combinación de las alineaciones. CAPITULO 11.- ELEMENTOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO. Usuario, vehículo, vía Factores de comportamiento del conductor: vista y tiempo de reacción del conductor. Vehículo, tipos de vehículos, livianos pesados. Vehículos de proyecto. Vía.- Geometría horizontal y vertical. CAPITULO 12.- VELOCIDAD. Definiciones, velocidad de punto, de recorrido, de operación, de diseño. CAPITULO 13.- PROYECTO HORIZONTAL Elementos: tangentes y curvas Curvas circulares, Curvas de retorno Curvas reversas. CAPITULO 14.- DISTANCIA DE VISIBILIDAD De parada, de rebasamiento, en curvas horizontales, laterales de cruce. Condiciones y ecuaciones. CAPITULO 15.- PROYECTO VERTICAL Consideraciones generales Influencia económica de la pendiente Longitud virtual Coeficientes de longitud virtual

4 Gradientes y longitudes máximas Longitud critica de gradiente Curvas verticales cóncavas y convexas Ubicación y dimensionamiento de las obras de arte y muros. CAPITULO 16.- SECCION TRANSVERSAL Generalidades Ancho de la sección típica Separación de las direcciones Carreteras de un solo carril Pendiente transversal Espaldon Cuneta Taludes superficies de rodadura CAPITULO 17.- SOBREANCHO. Sobreancho en las curvas horizontales Valores de diseño Distribución del sobreancho en las longitudes de transición y en las curvas de transición. CAPITULO 18.- PERALTE. Condiciones de equilibrio Peralte máximo Peralte y velocidad especifica Velocidades máximas de deslizamiento y volcamiento. Desarrollo del peralte. CAPITULO 19.- DESARROLLO DEL PERALTE Giros en: el eje, en el borde interno y en el borde externo. CAPITULO 20.- Curvas de transición. Longitud mínima de la curva de transición Curvas espirales asimétricas. Calculo de los elementos y progresivas CAPITULO 21.- CALCULO DE AREAS Y VOLUMENES En función de la pendiente transversal media. Calculo de volúmenes y ordenadas de las curvas de masas. CAPITULO 22.- DIAGRAMA DE MASAS Limitaciones del diagrama de masas Propiedades del diagrama de masas Colocación de la línea compensadora.

5 CAPITULO 23.- ESTUDIOS DEFINITIVOS.- Trabajos de campo: Replanteo del eje del proyecto Referencias Nivelación Perfiles transversales y Estacas laterales Trabajos de gabinete: Proyecto definitivo de la subrasante Ubicación y dimensionamiento de las obras de arte. Revisión del proyecto definitivo. Calculo de áreas, volúmenes y ordenadas de la curva de masas. Presupuesto de la obra e informe. Planos. CAPITULO 24.- DRENAJE: Funciones. Estructuras de drenaje: Transversales y longitudinales. Consideraciones de diseño. TALLER N 1.- ESTUDIO EN CARTAS TOPOGRÁFICAS ESC. 1:50.000, y/o 1: Determinación de los puntos principales de control Determinación de las líneas de gradiente y distancias entre curvas de nivel. Estudio de varias alternativas Abscisado y perfil longitudinal. Conclusiones y recomendaciones. TALLER N 2.- ESTUDIO DEL CAMINO A NIVEL DE ANTEPROYECTO EN ESC. 1:5.000 Colocación de la línea cero, Criterios para proyectar las alineaciones en tangente y en curva, en base a la línea cero. TALLER Nº 3.- DISEÑO PRELIMINAR A ESCALA 1: 1000 Radios mínimos de las curvas circulares y tangentes intermedias mínimas. Abscisado, obtención del perfil longitudinal Proyecto vertical: determinación de las gradientes y curvas verticales. Resumen de los datos de diseño en planta: Abscisa, radio de curvatura, grado de curvatura. Resumen de los datos de la gradiente longitudinal, curvas verticales determinación de corte y relleno en cada abscisa. Longitud virtual.

6 PRACTICAS DE CAMPO.- Materialización de la línea de gradiente. Polígono fundamental Levantamiento de la línea de gradiente o de la faja topográfica. Diseño horizontal Replanteo, nivelación, colocación de laterales. 5.- CONTENIDO.- CLASE FECHA 1 L. 18 Feb/08 2 M. 19 Feb/08 3 V.22 Feb/08 4 V. V.22 Feb/08 5 L 25 Feb/08 6 M26 Feb/08 7 V Feb/08 9 L M V L M V V. 14 CONTENIDO Presentación, alcance del curso, varios Introducción: Concepto de vía, Elementos que forman la geometría de la vía TOPOGRAFIA. Clasificación del terreno. TRAFICO: Caminos nuevos y existentes, TPDA. TRAFICO. Estaciones de control, Calculo del TPDA, Proyección del tráfico. Clasificación de las carreteras. Fases de los Estudios de Ingeniería: Preliminar, definitivo SELECCION DE RUTAS ESTUDIO EN CARTAS: Metodología. RECONOCIMIENTO DEL TERRENO TALLER 1: Determinación de distancia entre curvas de nivel, Estudio de línea 00. Determinar Gradientes longitudinales FASE PRELIMINAR: TRABAJOS DE CAMPO. Polígono fundamental: medición de ángulos y distancias, estacadura y referenciado. Nivelación: BMS. Obtención de perfiles y puntos de detalle de la faja topográfica. Topografías auxiliares, para puente, obras de arte menor,intersecciones DISEÑO GEOMETRICO: RECOMENDACIONES DE DISEÑO: Normas generales para alineamiento horizontal, vertical, horizontal y vertical TALLER 1: Abscisado del proyecto. Perfil longitudinal y evaluación de las rutas ELEMENTOS BASICOS PARA EL DISEÑO. Usuario, vehículo, vía. VELOCIDAD: Definiciones: V. De punto, V. De recorrido. De operación, V. De diseño. TALLER 2: Estudio de la línea 0 en anteproyecto, esc. 1:5000 TALLER 2: Estudio de la línea 0.Anteproyecto Metodología, escoger radios y tangentes intermedias mínimas.

7 CLASE FECHA 17 L M M V L M V L M 08 CONTENIDO PROYECTO HORIZONTAL.- Elementos, tangentes y curvas, curvas circulares, Curvas de retorno, Formulas, Progresivas. EJERCICIOS DE APLICACIÓN ANTEPROYECTO ESC 1: Metodología. TALLER 2: Puntos obligados, Determinación de gradientes y distancias entre Curvas de nivel. PRUEBA # 1 TALLER 2: Alineaciones y curvas horizontales DISTANCIA DE VISIBILIDAD: de parada, de rebasamiento, de cruce. TALLER 2.- Abscisado del anteproyecto y obtención de los datos para el perfil longitudinal. PROYECTO VERTICAL: Metodología. Determinación de gradientes longitudinales y curvas verticales. PROYECTO VERTICAL.- Consideraciones generales; Influencia económica de la pendiente, gradientes máximas y mínimas, longitudes criticas de gradientes, curvas verticales EJERCICIOS DE APLICACIÓN 26 V 11 TALLER 2: Calculo del proyecto vertical para cada estación y determinación de cortes y rellenos. 27 L 14 SECCION TRANSVERSAL.: Generalidades, ancho de la sección transversal, separación de las direcciones, pendientes transversales, espaldón, cuneta, talud, 28 M V L M. 22 superficie de rodadura. SOBRE ANCHO EN LAS CURVAS HORIZONTALES. Valores de diseño, distribución del sobre ancho en las longitudes de transición y en la curva de transición. TALLER N 3.- DISEÑO PRELIMINAR: Determinar gradientes entre puntos principales y estudio de línea de gradiente. PERALTE: Condiciones de equilibrio, peralte máximo. Velocidades máximas para volcamiento, deslizamiento, desarrollo del peralte. DESARROLLO DEL PERALTE: Longitud de transición. Giro en el eje, en el borde interno y en el borde externo.

8 33 V L M 29 CLASE FECHA 36 V.2 37 S 3 Ejemplo de aplicación. TALLER N 3.- alineaciones de PI a PI. Determinación de curvas horizontales circulares EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE DESARROLLO DEL PERALTE CONTENIDO EQUIPOS DE TOPOGRAFIA. ESTACION TOTAL TOPCON PRACTICA: Colocación de línea de gradiente en el campo L 5 CURVAS DE TRANSICION.- Curvas Espirales de transición: Simétricas, asimétricas, calculo de parámetros y progresivas. 40 M. 6 EJERCICIOS DE APLICACIÓN

9 V 9 L12 M 13 PRUEBA # 2 TALLER N 3.- Aplicación al proyecto, de curvas espirales de transición. CALCULO DE AREAS, VOLÚMENES Y ORDENADAS DE LA CURVA DE MASAS 45 V S L M V L S L 2 Junio/08 55 M 3 Junio/08 56 V 6 Junio/08 57 S 7 Junio/08 58 L 9 Junio/08 TALLER N 3.- Aplicación al proyecto, de curvas espirales de transición. PRACTICA: Colocación de línea de gradiente en el campo DIAGRAMA DE MASAS. : Limitaciones, propiedades y colocación de las líneas de compensación. ESTUDIOS DEFINITIVOS.-Trabajos de campo: Replanteo del eje del proyecto, referencias, Nivelación Perfiles transversales y Estacas laterales TALLER N 3.- Aplicación al proyecto, de curvas espirales de transición. DRENAJE : PRACTICA: Levantamiento de línea de gradiente en el campo. TALLER N 3.- Dibujo y abscisado del proyecto preliminar TALLER N 3.- Obtención de datos de las cotas para dibujo del perfil longitudinal TALLER N 3.- Proyecto vertical PRACTICA:REPLANTEO TALLER N 3.- Ubicación de obras de drenaje y muros. CLASE FECHA CONTENIDO 59 M 10 Jun/08 Revisión de Trabajos 60 V 13 Jun/08 Recepción de trabajos 61 V 20 Jun/08 PRUEBA # 3

10 6. METODOLOGÍA Y RECURSOS La metodología a emplearse consistirá en conferencias o exposiciones del tema en base a diapositivas en Power Point, resúmenes, explicaciones en la pizarra y ejercicios numéricos cuando el tema así lo requiera. Los Talleres y prácticas de Campo consistirán en aplicaciones prácticas de diseño que el alumno desarrollara bajo la presencia y dirección del profesor, de manera que el alumno podrá hacer sus consultas oportunamente. Los trabajos de taller serán revisados y evaluados y servirán de aporte para la nota de prácticas. 7.- EVALUACION: 7.1 CRONOGRAMA DE EVALUACIONES. PRUEBA FECHA 1 Viernes 28 de Marzo de Viernes 09 de Mayo de Viernes 13 de Junio de SISTEMA DE CALIFICACION PRIMERA NOTA: TEORIA: 50% = 7.5 PRACTICA: 50%= 7.5 TOTAL: 100%= 15 SEGUNDA NOTA: TEORIA: 50% = 7.5 PRACTICA: 50%= 7.5 TOTAL: 100%= 15 TERCERA NOTA: TEORIA: 50% = 10 PRACTICA: 50%= 10 TOTAL: 100%= FECHA DE ENTREGA EN SECRETARIA NOTA FECHA 1 Lunes 7 de Abril de Lunes 19de Mayo de Lunes 16 de Junio de BIBLIOGRAFÍA TEXTOS DE REFERENCIA: MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS MOP

11 CAMINOS- José Escario y Ventura CURSO DE TRAZADO Y DISEÑO GEOMÉTRICO SAE (MOP) EL ARTE DEL TRAZADO DE CARRETERAS. CAMINOS TOMO I- Ing. Juan Corvalan Universidad de la Plata Argentina MANUAL DE PROYECTO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS- Secretaria de Obras Públicas de México CURVAS CON TRANSICIONES PARA CAMINOS - M. San Miguel- Argentina TEXTOS RECOMENDADOS: NORMAS DE DISEÑO GEOMÉTRICO MOP CAMINOS EN EL ECUADOR- Ing. Antonio Salgado Noboa DISEÑO GEOMÉTRICO DE VIAS Pedro Choconta Rojas 9. DATOS DEL PROFESOR Nombre Vicente Benítez Paspuel Oficina. MOP Dpto. de Diseño Vial Piso 11- Teléfono Domicilio Celular Aprobado: Por el Consejo de Escuela Por el Consejo de Facultad f) Director Escuela f) Decano Fecha: Fecha:

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