DISEÑO DE CARRETERA CON CIVIL 3D
Vamos a realizar una práctica de diseño de carretera para ello vamos a necesitar de una plantilla y puntos previamente levantados.
Al final de este blog dejaré los enlaces para que puedas descargar dichos archivos y puedas practicar.
Vamos a importar el archivo de puntos en el civil 3d, sino sabes como importarlos dale clic aquí para leer un poco más.
Una ves importado los puntos, vamos a crear la superficie. Para ello te invito a revisar como crear superficie con grupo de puntos, si no sabes como hacer dale clic aquí para leer más.
CONCEPTOS PARA EL DISEÑO DE CARETERRA
La norma del DG-2018 nos da dos conceptos de partida, prácticamente dos tipos de clasificación para carreteras, la primera se basa en la clasificación por demanda y otra por su orografía.
CLASIFICACIÓN POR DEMANDA
Para esta clasificación utilizamos el parámetro llamado Índice Medio Diario Anual (IMDA). Este parámetro consiste en contabilizar la cantidad de vehículos diarios que circulan por día (24 hora) por una semana (7 días), y proyectar a 20 años, y con el resultado trabajar.
a. Autopistas de primera clase
- Son carreteras con IMDA mayor a 6000 veh/día.
- Las calzadas van divididas por medio de un separador central mínimo de 6 metros.
- Las calzadas deben de contar con dos o más carriles de 3.60 metros de ancho como mínimo.
- Lleva control total de accesos (ingresos y salidas) que proporcionan flujos vehiculares continuos.
- No lleva cruces o pasos a nivel.
- Lleva puentes peatonales en zonas urbanas.
- La superficie de estas carreteras debe ser pavimentada.
b. Autopistas de segunda clase
- Son carreteras con IMDA entre 6000 y 4001 veh/día.
- Las calzadas van divididas por medio de un separador central que puede variar de 6 a 1 metro de ancho. En cuyo caso se instalará un sistema de contención vehicular.
- Las calzadas debe contar con dos o más carriles de 3.60 metros de ancho como mínimo.
- Lleva control parcial de accesos (ingresos y salidas) que proporcionan flujos vehiculares continuos.
- Pueden tener cruces o pasos vehiculares a nivel.
- Lleva puentes peatonales en zonas urbanas.
c. Carreteras de primera clase
- Son carreteras con un IMDA entre 4000 y 2001 veh/día.
- Lleva una calzada de dos carriles de 3.60 metros de ancho mínimo.
- Pueden tener cruces o pasos vehiculares a nivel.
- En zonas urbanas es recomendable que se cuente con puentes peatonales o en su defecto con dispositivos de seguridad vial, que permitan velocidades de operación, con mayor seguridad.
- La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.
d. Carreteras de segunda clase
- Son carreteras con un IMDA entre 2000 y 400 veh/día.
- Lleva una calzada de dos carriles de 3.30 metros de ancho como mínimo.
- Puede tener cruces o pasos vehiculares a nivel.
- En zonas urbanas es recomendable que se cuente con puentes peatonales o en su defecto con dispositivos de seguridad vial, que permitan velocidades de operación, con mayor seguridad.
- La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.
e. Carreteras de tercera clase
- Son carreteras con un IMDA menores a 400 veh/día.
- Lleva una calzada de dos carriles de 3 metros de ancho como mínimo. De manera excepcional estas vías podrán tener carriles hasta de 2.50 metros, para esto debe contarse con sustento técnico.
Estas carreteras pueden funcionar con soluciones denominadas básicas o económicas, consistentes en la aplicación de estabilizadores de suelo, emulsiones asfálticas y/o micro pavimentos; o en afirmado, en la superficie de rodadura. En caso de ser pavimentadas deberán cumplirse con las condiciones geométricas estipuladas para las carreteras de segunda clase.
f. Trochas carrozables
- Tienen IMDA menor a 200 veh/día.
- Sus calzadas deben tener un ancho mínimo de 4 metros en cuyos caso se construirá ensanches denominadas plazoletas de cruce, por lo menos cada 500 metros.
- La superficie de rodadura puede ser afirmada o sin afirmar.
CLASIFICACIÓN POR OROGRAFÍA
a. Terreno plano (tipo 1)
Tiene pendientes transversales al eje de la vía menores o iguales al 10% y sus pendientes longitudinales son por lo general menores de 3%. Demandando un mínimo de movimiento de tierras, por lo que no presente mayores dificultades en su trazado.
b. Terreno ondulado (tipo 2)
Tiene pendientes transversales al eje de la vía entre 11% y 50% y sus pendientes longitudinales se encuentran entre 3% y 6%, demandando un moderado movimiento de tierras, lo que permite alineamientos más o menos rectos, sin mayores dificultades en el trazado.
c. Terreno accidentado (tipo 3)
Tiene pendientes transversales al eje de la vía entre 51% y el 100% y sus pendientes longitudinales predominantes se encuentra entre 6% y 8%, por lo que requiere importantes movimientos de tierras, razón por la cual presenta dificultades en el trazo.
d. Terreno escarpado (tipo 4)
Tiene pendientes transversales al eje de la vía superiores al 100% y sus pendientes longitudinales excepcionales son superiores al 8%, exigiendo el máximo de movimiento de tierras, razón por la cual presenta grandes dificultades en su trazo.
Con la definición de la clasificación podremos proceder con el diseño, de este momento se pondrá los puntos para el diseño de una carretera por ello les invito a descargas la norma MANUAL DE CARRETERAS: DISEÑO GEOMÉTRICO DG-2018 dando clic aquí.
Para el ejemplo consideraremos una carretera de tercera clase según su demanda y por su orografía una de tipo dos (terreno ondulado).
Para el ejemplo trabajaremos con 50km/h.
Otra cosa que se define es el tema de tangente, siendo las tangentes las líneas rectas que están comprendidas entre dos curvas. Si estas curvas se abren en el mismo sentido se considera longitud tangente trazado en "O" (L min.o) y si las curvas se abren en sentido contrario se considera longitud tangente trazado en "S" (L min.s) y para una determinada velocidad habrá una longitud de tangente máxima (L máx).
Para el caso:
L min.s = 69 m
L mín.o = 139 m
L máx = 835 m
Hablando de las curvas, ellas tienen las siguientes características
.RADIO MÍNIMO
Los radios mínimos de curvatura horizontal son los menores radios que pueden recorrerse con la velocidad de diseño y la tasa máxima de peralte, en condiciones aceptables de seguridad y comodidad.
Para el caso nos encontramos en ubicación de vía como "Área rural (plano u ondulado), del cual el radio mínimo resulta 85 m y peralte máximo de 8%.
Con estos datos no dirigimos al civil y crearemos un alineamiento. Si no sabes como hacer te invito a revisar ello dando clic aquí.
Sin embargo aquí abordaremos más en la opción de "Design Speed".
Pondremos de nombre "EJE" y en "Design Speed" definiremos los parámetros obtenidos según la norma. Colocamos la Velocidad de diseño el cual es de 50 Km/h.
Activamos la opción "Use criteria-based design" , de esta forma se activará la opción "Use design check set" en el cual introduciremos los parámetros de tangentes mínimas y máximas, así como el radio mínimo.
Luego damos en "Create New".
En la pestaña "Design checks" vamos a seleccionar Line para definir los valores mínimos y máximos de las tangentes.
Para Tmin.s buscamos la expresión Length.
Para T mín.o y T máx repetimos el proceso.
Para el Radio mínimo buscamos la expresión radius, pero en tipo ponemos curva.
Al dar en crear nuevo, buscamos la expresión "radius" y para el caso R mín = 85.
De esta manera ya tenemos los parámetros definidos.
Damos en aplicar y aceptar.
Finalmente damos en "OK" y al trazar el alineamiento jalará los parámetros definidos.
A partir de este punto se realizar el trazado del alineamiento como se vio en el blog de alineamiento, dar clic para aquí, solo que tomará en cuenta los parámetros definidos llamado NORMA DG-2018.
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