Vol2 cap5 tra1
- 1. M INISTERIO DE TRANSPORTES, COM UNICACIONES, VIVIENDA Y CONSTRUCCION - PERT VOLUMEN Nº 02 TRAMO 1.1: Tingo María - Puente Pumahuasi Abril/2002 5. TOPOGRAFÍA, TRAZO Y DISEÑO GEOMÉTRICO
- 2. M INISTERIO DE TRANSPORTES, COM UNICACIONES, VIVIENDA Y CONSTRUCCION - PERT VOLUMEN Nº 02 TRAMO 1.1: Tingo María - Puente Pumahuasi Abril/2002 5. TOPOGRAFÍA, TRAZO Y DISEÑO GEOMÉTRICO 5.1 GENERALIDADES Este estudio tiene como objetivo la rehabilitación y mejoramiento de la carretera existente entre Tingo María y Puente Pumahausi, por tal motivo se trató de utilizar al máximo posible el alineamiento actual. La información que se presenta se refiere al levantamiento topográfico que fue necesario realizar para materializar el eje en el campo, la nivelación del eje, el levantamiento de alcantarillas; además del diseño vial. Se considera la metodología empleada y los resultados obtenidos. En el Anexo No. 4, Trazo y Diseño Vial se adjuntan los cálculos definitivos de las poligonales de amarre del eje, la nivelación geométrica del eje, las tablas de elementos obtenidas en la etapa de diseño geométrico y el cálculo de la rasante. En el volumen No. 5 se presentan los planos respectivos . 5.2 SISTEMA DE COORDENADAS Para el trazado y todos los levantamientos topográficos se utilizaron los mojones de la poligonal base transformando las coordenadas UTM a coordenadas topográficas con origen en PB1 (Poligonal Básica – Punto1), utilizando el factor UTM combinado, obtenido mediante el software SKI. Se hizo esta transformación para que durante construcción no se presenten dificultades al replantear cualquier obra o tramo de carretera, ya que durante esa etapa se medirán distancias reales y no distancias UTM. Se debe tener en cuenta que en el sistema de coordenadas UTM, las distancias son más cortas que las reales ya que están afectadas por un factor que depende del sitio donde se encuentra, por lo tanto se debe ser muy cuidadoso al usar el sistema UTM para levantamientos, ya que se pueden presentar dificultades durante construcción, por desconocimiento del sistema. Se hicieron 23 poligonales de amarre, que van entre cada par de PB (Poligonal Básica) y se han obtenido que la mayoría de las poligonales cerraron con precisiones entre 1:10 000 y 1: 20 000, cierres angulares o en azimut que están dentro de las precisiones aceptables para este tipo de trabajo.
- 3. M INISTERIO DE TRANSPORTES, COM UNICACIONES, VIVIENDA Y CONSTRUCCION - PERT VOLUMEN Nº 02 TRAMO 1.1: Tingo María - Puente Pumahuasi Abril/2002 5.3 METODOLOGÍA DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO Y DISEÑO GEOMÉTRICO La metodología para el levantamiento topográfico está basada en la interacción entre localización directa, diseño preliminar con restituciones y replanteo. Para ello se siguieron los siguientes pasos: Inicialmente mediante localización directa se colocaron los puntos de inflexión o PIS tratando de aprovechar al máximo posible la vía existente y mejorando el alineamiento donde la zona y la topografía lo permitían. Se procedió luego a la lectura de los ángulos y distancias de la poligonal de los PIS puestos inicialmente, mediante el empleo de estación total con libreta electrónica. En este paso se obtuvo la poligonal de amarre del eje de la vía. Esta poligonal se hizo con base en las coordenadas topográficas del sistema de la poligonal Base ( PBs y su señal de azimut). Mediante el empleo del programa InRoads y las restituciones aerofotogramétricas, se determinó la geometría definitiva del eje ajustando los PIS localizados inicialmente y estableciendo los radios de las curvas, de tal modo que se acomodaran al máximo posible al alineamiento existente y que a la vez se cumpliese los criterios de diseño establecidos para el proyecto de acuerdo con la velocidad directriz. Durante esta etapa se obtuvieron los cuadros de elementos de cada PI para ser utilizadas en la siguiente etapa, que es el replanteo del eje. Sigue la etapa de replanteo, para ello se utilizó los cuadros de elementos (la geometría del eje) obtenidos en la etapa anterior. Con esta información se obtuvieron las coordenadas de todas las progresivas cada 20 m en tangente y cada 10 m en curva para el estacado en el campo. También, para el replanteo se utilizaron las coordenadas topográficas de las poligonales de amarre entre cada par de PB. Se procedió a la nivelación del eje mediante el empleo de nivel de precisión y mira. La nivelación del eje se hizo partiendo de un BM y cerrando en el siguiente. Los BMs, se construyeron en mojones de concreto y se nivelaron en la etapa del control terrestre del vuelo aéreo. Además, se tomó la información de los detalles de bordes de vía, cunetas, alcantarillas, topografías especiales para puentes mediante el empleo de estación total.
- 4. M INISTERIO DE TRANSPORTES, COM UNICACIONES, VIVIENDA Y CONSTRUCCION - PERT VOLUMEN Nº 02 TRAMO 1.1: Tingo María - Puente Pumahuasi Abril/2002 Una vez obtenida la información de la nivelación, con la que se obtuvo el perfil, y considerando los criterios geotécnicos para la vía, se diseñó la rasante definitiva. Luego se procedió a referenciar el eje mediante cuatro mojones de concreto ubicados por fuera de la zona de explanación. 5.4 DISEÑO GEOMÉTRICO La ejecución de los diseños se realizó teniendo en cuenta el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras- DG-1999, aprobado en el 2000, y A Policy Geometric Design of Highways and Streets 1994. AASHTO. 5.4.1 Criterios de diseño. La definición de los criterios de diseño para la ejecución del diseño geométrico está correlacionada con la velocidad de diseño. Se definió la velocidad de diseño para los diferentes tramos de la vía. En la tabla 5.1 se presentan los criterios de diseño para cada tramo. El trazado se hizo siguiendo los criterios de diseño adoptados en la tabla 5.1 y tratando de utilizar al máximo la carretera existente. En la tabla 5.1, se muestran los radios mínimos adoptados para cada velocidad, igualmente la espiral mínima, la cual es la longitud de rampa mínima para hacer el desarrollo del peralte de acuerdo con la velocidad. Para el diseño geométrico se interactuó con el campo, combinando levantamiento directo y diseño preliminar para luego replantear el eje y proceder luego de localizado, al diseño definitivo; tal como se explicó en la metodología. La información planimétrica y altimétrica que proporcionan las restituciones en coordenadas UTM, se transformaron al sistema cartesiano o topográfico con origen en PB1, con el fin de tener un diseño fácil de localizar en la etapa constructiva.
- 5. M INISTERIO DE TRANSPORTES, COM UNICACIONES, VIVIENDA Y CONSTRUCCION - PERT VOLUMEN Nº 02 TRAMO 1.1: Tingo María - Puente Pumahuasi Abril/2002 Tabla 5.1 Criterios de Diseño Geométrico Nº PARÁMETRO UND. CRITERIO DE DISEÑO (A) (B) 1 Velocidad km/h 60.0 45.0 2 Ancho De Banca m * 12.6 * 11.0 3 Ancho De Berma m ** 1.2 4 Radio Mínimo Normal m 135.0 75.0 5 Radio Mínimo Excepcional m 115.0 60.0 6 Longitud Mínima De La Espiral A. Radio Mínimo Normal B. Radio Mínimo Excepcional m 36.0 60.0 32.0 51.0 7 Sobreancho a. Radio Mínimo Normal b. Radio Mínimo Excepcional m m 1.0 0.9 1.2 1.5 8 Pendiente Máxima Normal % 7.0 7.0 9 Longitud Mínima De Curva Vertical m 100.0 80.0 10 Ancho De Calzada m 6.6 6.6 11 Bombeo De La Calzada % 2.0 2.0 12 Peralte A. Máximo B. Máximo Excepcional % % 6.0 -- 6.0 10.0 13 Talud De Relleno A. Altura Menor A 3 M B. Altura Mayor A 3 M -- -- 1.5H:IV 2H:IV 1.5H:IV 2H:IV 14 Talud De Corte -- *** *** A: Km 0+000 – Km 11+500 B: Km 11+500 – Km 15+200 * Se Estima Ancho De Cuneta De 1.0 M ** Variable Entre 1.2 M Y 2.0 M *** Los Taludes Se Deben Consultar En El Anexo Geotécnico.
- 6. M INISTERIO DE TRANSPORTES, COM UNICACIONES, VIVIENDA Y CONSTRUCCION - PERT VOLUMEN Nº 02 TRAMO 1.1: Tingo María - Puente Pumahuasi Abril/2002 5.4.2 Descripción del trazado. El tramo en estudio se inicia en el km 0+000 en la intersección del Jr. Julio Burga y Av. Raymondi y termina en el km 15+200, después de cruzar el Puente Pumahuasi. Desde Tingo María hasta el km 11+500, antes del ascenso a la garganta del diablo, el eje se ubica sobre un terreno plano a ondulado, la carretera presenta pendientes longitudinales suaves que no superan el 5%, sin embargo presenta tramos cortos en ascenso y descenso (forma de columpio). en cuanto a la geometría horizontal, los radios en este sector son amplios, en general, mayores de 135 m, buenas distancias de visibilidad y una mayor velocidad de operación. en este sector los radios cumplen para la velocidad de diseño de 60 km/h, ya que este tramo por su topografía permite esta velocidad. A Partir de la Garganta del Diablo hasta el Puente Pumahuasi, la vía atraviesa una topografía entre ondulada a montañosa, con pendiente de ascenso que alcanzan en algunos trayectos cortos más del 7%, pero sin llegar al máximo excepcional del 8%. Para este sector, se utilizó una velocidad directriz de 45 km/h, que permite utilizar un radio mínimo normal de 75 m y excepcional de 60 m. En general, el alineamiento horizontal cumple las especificaciones para una velocidad directriz de 60 km/h en los primero 11 km y de 45 km/h en los 4.20 km restantes, Para establecer los taludes de corte y relleno se hizo análisis de estabilidad, que se presenta en el Anexo Geotécnico. 5.4.3 Secciones Transversales. Las secciones transversales definidas para el diseño de la carretera Tingo María – Aguaytía, tramo 1.1:Tingo María – Puente Pumahuasi se establecieron con base en los criterios de diseño y considerando las características actuales de los diferentes tramos en que se dividió la misma. En el plano TM-PTECH-ST-001 se muestran las secciones típicas utilizadas para el diseño vial de este tramo. En las zonas urbanas donde el espacio sea una limitante, se utilizó la sección típica con vereda, con el fin de tener un sitio por donde puedan circular los habitantes de los poblados atravesados por la vía. El paso por la zonas urbanas no es tan crítico porque realmente no se ingresa a la plaza de armas de ningún centro poblado y se trata de caseríos pequeños. La berma también es asfaltada para que la vía tenga continuidad con la carretera central, ya que en ésta está asfaltada en toda su longitud desde Lima hasta Tingo María. Además, para que sea utilizada por los ciclistas, peatones, mototaxis, que circulan por la vía.
- 7. M INISTERIO DE TRANSPORTES, COM UNICACIONES, VIVIENDA Y CONSTRUCCION - PERT VOLUMEN Nº 02 TRAMO 1.1: Tingo María - Puente Pumahuasi Abril/2002 5.5 REPLANTEO DEL EJE DURANTE CONSTRUCCIÓN Para el replanteo del eje en la etapa constructiva se debe utilizar la siguiente información: Los mojones de concreto de la Poligonal Base (PBs) y su respectiva señal de azimut (PBAs), utilizando las coordenadas topográficas. Las referencias de los PIS, en mojones de concreto, mostradas en los planos de Planta - Perfil. A partir de la intersección de las líneas de las referencias, se replantea el PI. Los cuadros de elementos, para cada tramo de poligonal entre PBs. Debido a que no es posible localizar con cero error, se debe utilizar la tabla para cada tramo, y localizar siempre en el avance del estacado, ya que si se hace de un PB hacia atrás, contrario al avance de las progresivas, se tiene un punto, que es diferente en unos cms, al obtenido en este diseño. La información de cota y ubicación de los BMs, se utiliza para el replanteo en alzado. 5.6 DESVÍO A AUCAYACU Es una solución a nivel en la cual se tiene un óvalo circular de 30 m de radio. Esta alternativa utiliza la zona actual del intercambio y parte de unos terrenos localizados a la derecha del lazo Aucayacu- Tingo María. En esta alternativa todas las maniobras deben ser procesadas mediante el óvalo, el cual permite todas las maniobras con facilidad. Además, el flujo es ordenado y continuo lo cual permite una uniformidad de operación. Esta alternativa presenta ventajas adicionales como la de que los accidentes son leves, lo cual da seguridad a la operación y la isla central sembrada de plantas florales es ornamental. Además, que esta alternativa reserva tierras para un futuro, cuando entre a funcionar la marginal de la selva y se requiera una solución de mayor capacidad. Capacidad. Para la glorieta propuesta se tiene una capacidad aproximada de: QP= 160*10.31*(1+6.60/10.31)/(1+10.31/12) Qp =1455 veh/h Ver plano TM-PTECH-IN-002.
- 8. M INISTERIO DE TRANSPORTES, COM UNICACIONES, VIVIENDA Y CONSTRUCCION - PERT VOLUMEN Nº 02 TRAMO 1.1: Tingo María - Puente Pumahuasi Abril/2002 Ptmptechin002