Elementos Básicos Del Alineamiento Horizontal en Una Carretera

UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA
Centro Universitario de la Costa
Carreteras
Zamarripa Ruiz Julio Cesar
Profesora: Erika Raquel Sanchez Jiménez

Elementos Básicos del Alineamiento Horizontal en un
Carretera
Puerto Vallarta, Jalisco
17/02/2022
Elementos Básicos del Alineamiento Horizontal en
una Carretera
Corresponde a la planta del eje de la carretera, es decir, la proyección sobre un
plano horizontal del eje de la carretera al nivel de las terracerías. Puesto que a la
última capa de las terracerías se le llama capa sub rasante, a su eje se llama línea
sub rasante o simplemente sub rasante; formada por tangentes y curvas
horizontales.
Tangentes
Se llama tangente horizontal a la recta que une dos curvas horizontales

consecutivas; principia al final de la curva y termina al empezar la siguiente curva.
Se caracterizan por su dirección y longitud. La dirección está determinada por el
azimut o ángulo, medido hacia la derecha en grados, entre una línea imaginaria
norte-sur que pasa al principio de la tangente y la tangente misma. Las
prolongaciones, más allá de las curvas que une, de dos tangentes consecutivas,
se llaman sub tangentes y se intersectan en un punto característico del
alineamiento. Al ángulo que forma la prolongación de una tangente con respecto a
la siguiente, dado por la diferencia de azimutes, se llama deflexión. Un punto
específico sobre una tangente puede ser característico del alineamiento.
La longitud mínima de una tangente queda definida por la longitud

necesaria para hacer una transición conveniente de la sobre elevación y
ampliación de las curvas extremas. La longitud máxima está condicionada por la
seguridad, pues cuando las tangentes son muy largas pueden ser causa potencial
de accidentes por la somnolencia que producen al conductor al mantener
concentrada su atención en puntos fijos del camino durante mucho tiempo, o
porque favorecen los deslumbramientos durante la noche; por tal razón conviene
limitar la longitud de las tangentes a la distancia recorrida en 72 segundos (0.02
horas) a la velocidad de proyecto. En su caso, las tangentes de mayor longitud
deben sustituirse con tangentes de menor longitud y curvas horizontales de gran
radio.
El promedio pesado, respecto a la longitud, de las deflexiones de las
tangentes horizontales, medido en grados/km, es un parámetro característico del
alineamiento horizontal en su conjunto, al que se le llama direccionalidad. Una
carretera es más direccional cuanto menor sea este parámetro. En general, este
parámetro depende de la jerarquía de la carretera (ET-A, B, C, D) y del tipo de
terreno que atraviesa (plano, lomerío, montañoso).
Curvas
Las curvas horizontales son las que unen tangentes consecutivas del alineamiento
horizontal. Sirven para que los vehículos cambien de dirección, de manera que la
fuerza centrífuga a que está sujeto sea constante. Por esta razón su forma es
circular y pueden ser simples o compuestas y con o sin curvas espirales de
transición.
Curvas Circulares Simples
Es la que une dos tangentes con un arco de círculo de radio constante. Se define
por su radio y por la deflexión entre las tangentes que une. De esta manera, el
parámetro de control para el dimensionamiento de la curva está dado por el radio.
Para una curva específica su radio, RC, se selecciona de manera que sea el
mayor posible dentro de las limitaciones impuestas por las condiciones del terreno,
pero no menor a un radio mínimo, dado por la condición de estabilidad al
deslizamiento:
En donde Rmin es el radio de curva en m, VP la velocidad de proyecto,
equivalente a la del vehículo, en km/h, emax la sobreelevación máxima de la
superficie de rodamiento, en m/m y ft el coeficiente de fricción lateral, en kg/kg. Un
parámetro alternativo para caracterizar las curvas horizontales es el grado de
curvatura, G, que, por tener menor rango de variación, presenta ventajas en el
trabajo rutinario de proyecto. Este parámetro se define como el ángulo que
subtiende un arco circular de radio R de veinte metros de longitud; por lo tanto:
Si en las expresiones anteriores se consideran la sobre elevación máxima

admisible, que en México es de 0.10, y los valores aceptables de los coeficientes
de fricción transversal y se redondean valores, los grados máximos y radios
mínimos para cada velocidad de proyecto resultan ser:
Cuando una curva de la carretera se proyecta y construye con el radio mínimo, los
conductores no necesariamente circulan a velocidad de proyecto. La Figura 1
ilustra la velocidad de operación, caracterizada por el percentil 85 de la velocidad
de punto, en curvas proyectadas con el radio mínimo en diversas carreteras de la
red mexicana de carreteras (IMT, 2002). En esta figura, la línea gruesa
corresponde a la línea que se ajusta a datos observados y la línea delgada a la
que iguala la velocidad de proyecto con la de operación.
Se observa que, para curvas de pequeño radio, la velocidad de operación es
mayor que la velocidad de proyecto, situación que se invierte para las curvas de
gran radio. Esta gráfica permite construir un modelo para estimar la velocidad de
operación (V85) a partir del grado de curvatura (G), lo que resulta útil para los
análisis de consistencia. Tal modelo es:
Siempre que resulte práctico, es recomendable proyectar curvas con grados

menores al máximo; en cuyo caso, es necesario ajustar el valor de la sobre
elevación y del coeficiente de fricción para que las condiciones de estabilidad no
se afecten. La manera de hacer este ajuste varía de país a país. Por ejemplo, en
Estados Unidos (AASHTO, 2011), se utiliza un ajuste de manera que la variación
de la sobreelevación respecto al grado sea parabólica y en España (MOP, 2000)
se recomienda una relación de tipo potencial. En México, tal variación es lineal:
Si bien este procedimiento tiene el mérito de su simplicidad; su desventaja relativa
es que supone que los conductores circulan con velocidad uniforme, tanto en
tangentes como en curvas, lo que puede no ocurrir en la realidad; especialmente
cuando el alineamiento vertical no es plano. Por ello, en pendientes pronunciadas,
en donde los conductores tienden a viajar a velocidades más altas en el descenso
puede convenir ajustar la sobre elevación considerando el grado máximo de la
siguiente velocidad de proyecto más alta y aplicarla solo en el descenso si las
carreteras son divididas o en ambas; si la carretera es no dividida. La sobre
elevación adicional que resulta ayuda a contrarrestar la pérdida de fricción lateral
disponible debida a las fuerzas de tracción.
La siguiente figura ilustra los parámetros de las curvas horizontales simples y las
expresiones para determinarlos, a partir de los parámetros básicos (RC y GC). Las
expresiones que se incluyen se utilizan para el replanteo en campo.
Curvas Circulares Compuestas
Son las formadas por varios arcos de círculo de radio decreciente, primero, y
creciente después. Estas curvas pueden ser útiles en los enlaces para vueltas en
intersecciones y entronques cuando la velocidad de proyecto es de 70 km/h o
menos; ya que para velocidades mayores resultan imprácticas por el amplio
derecho de vía que requieren. En todo caso, deben seguirse los lineamientos
correspondientes.
En carreteras abiertas, las curvas compuestas solo pueden aceptarse
excepcionalmente cuando la relación entre grado mayor y menor es 1.5 a 1.
Cuando la relación es mayor debe insertarse, entre las dos curvas, un arco circular
de radio intermedio o una espiral de transición. La siguiente figura ilustra las
principales características de las curvas circulares compuestas.

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Puerto Vallarta, Jalisco

Se llama tangente horizontal a la recta que une dos curvas horizontales

La longitud mínima de una tangente queda definida por la longitud

Curvas Circulares Simples

Si en las expresiones anteriores se consideran la sobre elevación máxima

Siempre que resulte práctico, es recomendable proyectar curvas con grados

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