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Analisis de La Normativa Aashto
Analisis de La Normativa Aashto
Analisis de La Normativa Aashto
¨ESPE¨
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y LA CONSTRUCCIÓN
INGENIERÍA VIAL I
TEMA:
AASHTO Y NORMATIVAS INTERNACIONALES
A CERCA DEL DISEÑO GEOMÉTRICO VIAL
DOCENTE:
Ing. Patricio Romero
INTEGRANTES:
Tnte. Núñez Pintado Jairo Fidel
NRC: 3389
FECHA:
Quito, 03 junio de 2021
TEMA
ANTECEDENTES
DESARROLLO
NORMA AASHTO
Clasificación funcional como un tipo de diseño
Esta clasificación fue la base para la organización de los criterios de diseño geométrico, establece el
tipo de diseño básico a ser utilizado.
1. Autopistas: Se clasifica como arteria principal, posee criterios geométricos únicos que exigen
una designación de diseño separada de los otros caminos arteriales.
2. Volúmenes de tránsito: Sirven para refinar más los criterios de diseño para cada clase. Los
caminos arteriales brindan un alto grado de movilidad a los viajes más largos, por lo que se
debe facilitar velocidades de operación y niveles de servicio tan altos como resulte práctico en
el contexto de la zona del proyecto. Los caminos colectores tienen la doble función de
acomodar los viajes más cortos y alimentar a los arteriales, por lo que se debe dar cierto grado
de movilidad y servir a la propiedad colindante. Los caminos y calles locales tienen longitudes
de viaje relativamente cortas, por lo que existe poca necesidad de alta movilidad o velocidad
de operación.
Al momento de realizar el diseño geométrico vial, es de suma importancia tener en cuenta el propósito
general a servir por la calle o el camino a ser construido y el contexto de la zona del proyecto.
Velocidad y diseño
Los diseños actuales de autopistas deben permitir a los conductores manejar a altas velocidades con
comodidad y baja probabilidad de accidentes. El control de acceso a la calzada reduce la posibilidad
de conflictos al dar a los conductores un camino despejado. La gravedad de los choques es más grave
a mayor velocidad, teóricamente en proporción cuadrática.
Evaluación de diseño
Los ingenieros deben considerar cómo el camino va a encajar en el paisaje existente, cómo el camino
debe ser señalizado y el grado en que el sistema de información complementa y aumenta el diseño
propuesto. Mediante programas 3-D de visualización se puede tener un panorama de las cualidades
visuales del camino.
Características de tránsito
Velocidad
Es uno de los factores más importantes considerados por los viajeros, quienes evalúan el valor de una
instalación de transporte para el traslado de personas y mercancías por su comodidad y economía,
directamente relacionadas con la velocidad.
Velocidad de operación: Es la velocidad a la que los conductores manejan sus vehículos en
condiciones de flujo libre.
Velocidad de marcha: Es la velocidad que se desplaza un vehículo sobre una sección de camino. Esta
velocidad es adecuada para evaluar el nivel de servicio y los costos de usurarios de la vía.
Velocidad directriz: Es seleccionada para determinar las diversas características de diseño geométrico
de la calzada.
Seguridad
Factores clave relacionados con los choques viales
Las influencias de los accidentes se dividen en tres grupos que son: el elemento humano, el elemento
del vehículo y el elemento del camino. Un error en la percepción o juicio o una acción errónea por parte
del conductor puede fácilmente conducir a un accidente.
Diseño de la calzada: Los caminos deben diseñarse para reducir el número de decisiones del conductor
y las situaciones inesperadas. Las características de diseño que reducen la variación de velocidad de
los vehículos (por ejemplo, pendientes planas, carriles de cambio de velocidad, separaciones de
niveles y una buena señalización vertical y horizontal) contribuyen a reducir la frecuencia de los
accidentes.
Diseño de costado de calzada: Consiste en proveer un área de recuperación despejada para la
recuperación de los vehículos que salen de la calzada. También aborda los efectos que la pendiente y
otras características topográficas tienen la efectividad de las zonas de recuperación.
𝑉2
𝑺𝑺𝑫 = 0.278𝑉𝑡 + 0.039
𝑎
En donde:
• 𝑆𝑆𝐷 = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑣𝑖𝑠𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖ó𝑛
• 𝑉 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜
• 𝑡 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑟𝑒𝑛𝑜, 2.5 𝑠
𝑚
• 𝑎 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛, 2
𝑠
Efecto de la pendiente: La distancia de frenado de un camino con pendiente, es la siguiente formula:
𝑉2
𝑑𝑏 = 𝑎 +
254 [( ) 𝐺]
9.81 −
En donde:
• 𝑑𝑏 = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒, 𝑚
• 𝑉 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜, 𝑘𝑚/ℎ
𝑚
• 𝑎 = 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛, 2
𝑠
• 𝐺 = 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑡𝑟𝑖𝑔𝑜𝑛𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑗𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑛𝑜 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑎 𝑙𝑎 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙
Alineamiento horizontal
Es recomendable equilibrar el diseño de todos los elementos geométricos de la vía para poder operar
a una velocidad probable observada por la gran mayoría de los automovilistas en condiciones
normales.
Diseño de caminos rurales, autopistas urbanas y calles urbanas de alta velocidad
En este tipo de vías generalmente se equilibran las curvas horizontales para dar una transición de
suave andar entre una curva y la siguiente.
Factores de fricción lateral: Los factores de la máxima fricción lateral varían directamente con la
velocidad directriz desde 0.14 a 80 km/h hasta 0.08 a 130 km/h.
Peralte: Existen varias combinaciones de valores del peralte y velocidades directrices para cada uno
de los cinco valores del peralte máximo. Por ejemplo, una curva a 80 km/h con un peralte máximo de
8% y un radio de 570 m debe usar el radio de 550 m para obtener un peralte 5.4%.
Diseño de calles urbanas de baja velocidad
En este tipo de vías se puede minimizar el uso del peralte en las curvas horizontales.
Factores de fricción lateral: Se deben tomar los factores que se encuentran en la norma AASHTO, ya
que estos dan un margen de seguridad razonable a bajas velocidades y conducen a peraltes algo bajos
si se los compara con factores de fricción a altas velocidades.
Peralte: En zonas urbanas de baja velocidad los siguientes factores hacen que sea innecesario su uso
práctico:
• Zonas de pavimentos amplias.
• Necesidad de cumplir con el nivel de la propiedad adyacente.
• Consideraciones de drenaje superficial.
• Deseo de mantener operación a baja velocidad.
• Frecuencia de intersecciones con calles transversales, callejones y accesos a propiedad.
Longitud de espiral: Se utiliza la espiral de Euler o Clotoide para el diseño de las curvas de transición.
Radio máximo para usar una espiral: Se establecieron el radio límite basados en aceleración lateral
mínima, variable entre 0.4 y 1.3 𝑚/𝑠 2 .
Tabla 3. Radio máximo para el uso de una transición curva espiral (AASHTO, 2011)
Figura 2. Índice de involucramiento en choques de camiones, para los cuales se reducen las
velocidades de marcha por debajo de la velocidad media de marcha de todo el tránsito
(AASHTO, 2011)
Independientemente de la velocidad media en el camino, los estudios demuestran que cuando más un
vehículo se desvía de la velocidad media, mayor será su probabilidad de involucrarse en un accidente.
Carriles de ascenso
Carriles de ascenso para caminos de dos carriles: Actualmente debido a la creciente cantidad de
demoras y al número de accidentes graves que se producen en las pendientes, tales carriles se
incluyen ahora más comúnmente en los planos originales de construcción y carriles adicionales en
caminos existentes se consideran como proyectos de mejoramiento de la seguridad.
En las vías de tres carriles no se considera la creación de un carril adicional de ascenso, pues los
vehículos pesados ocuparían el carril de la derecha dejando dos carriles para los vehículos rápidos.
Es preferible un carril de ascenso exclusivo para vehículos lentos, que la adición de un carril extra que
lleve tránsito mixto.
Figura 3. Carriles de ascenso en caminos de dos carriles (AASHTO, 2011)
Es importante recalcar que cuando se diseña y se construye carriles de ascenso hay un alto grado de
cumplimiento de uso por parte de los operadores de vehículos pesados.
Carriles de ascenso en autopistas y caminos multicarriles: Los carriles de ascenso no se usan
comúnmente en autopistas y caminos multicarriles, esto se debe a que este tipo de vías tienen la
capacidad suficiente para satisfacer las demandas de tránsito. Es preciso aclarar que las vías se
diseñan para 20 años o más de vida útil, lo cual no justifica la creación de carriles de ascenso en los
tipos de vías antes mencionados.
El aire provoca una resistencia significativa a velocidades superiores a 80 km/h, pero es insignificante
a menos de 30 km/h. El principal factor para determinar su diseño y construcción es la de brindar
seguridad en el tránsito, en el conductor del vehículo fuera de control y los usuarios a lo largo y en la
parte inferior de la pendiente.
Curvas verticales
Las curvas verticales pueden ser convexas y cóncavas, deben ser simples en su aplicación y deben
dar lugar a un diseño que permita al conductor ver el camino por delante, mejorar el control del vehículo,
ser agradables en apariencia y adecuadas para el drenaje.
Curvas verticales convexas: En este tipo de curvas según el criterio de distancia visual son
satisfactorias desde el punto de vista de seguridad, comodidad y apariencia.
Curvas verticales cóncavas: En las curvas cóncavas, donde el peso y la fuerza centrífuga actúan en el
mismo sentido es necesario mantener en límites de tolerancia el cambio de pendiente. Para establecer
su longitud se reconocen los siguientes criterios: distancia visual de faros, comodidad de pasajeros,
control de drenaje y apariencia general.
CONCLUSIONES
• Se analizó los contenidos y se realizó un breve resumen de los aspectos más importantes de
la norma para el diseño geométrico de caminos y calles AASHTO, entidad encargada de regir
todo lo relacionado con vías, pavimento y transporte en los Estados Unidos.
• El factor más importante para el diseño geométrico vial es la velocidad de proyecto, que es la
máxima velocidad para circular con comodidad y seguridad.
• Para un buen funcionamiento de la red vial, debe estar compuesta por un sistema jerárquico
en el cual se garantice que la variación de la velocidad vehicular no genere problemas en la
movilidad, seguridad y accesibilidad entre las diferentes categorías de vías urbanas,
clasificadas como arterias principales, arterias secundarias, vías colectoras y vías locales.
• El contar con vías que garanticen comodidad, seguridad y rapidez en la movilidad de usuarios
genera ciudades sustentables que propendan por el mejoramiento continuo de la calidad de
vida de sus habitantes.
RECOMENDACIONES
• Elaborar un excelente diseño geométrico vial tomando en cuenta las normas internacionales y
nacionales establecidas, para construir vías que brinden no solo calidad y comodidad a la
marcha, sino también un nivel óptimo de seguridad en el recorrido reduciendo la tasa de
accidentalidad en los caminos y carreteras.
• Al momento de realizar el diseño hay que tener en cuenta los problemas de tipo geológico,
geotécnico, ambiental e hidrológico, que son comunes en la topografía montañosa y escarpada
que presenta gran parte del territorio de nuestro Ecuador.
BIBLIOGRAFÍA
AASHTO. (2011). A Policy on Geometric Design of Highways and Streets. Washington: Libro verde.
d
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Jairo Fidel Núñez Pintado
C.C 1718027525