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Este documento es el diseño vial urbano para pavimento rigido de calles que se usa para expedientes tecnicos
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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MEMORIA DE CÁLCULO DE DISEÑO VIAL URBANO
EL SECTOR LOS ROSALES DEL DISTRITO DE LA VICTORIA, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE” – CUI N° 2621510 MEMORIA DE CÁLCULO DE DISEÑO VIAL URBANO
1. (^) DISEÑO DE AVENIDAS Y CALLES URBANAS 1.1. GENERALIDADES Las avenidas y calles urbanas cumplen tres funciones perfectamente definidas tales como servir al tránsito de vehículos mediante su calzada, servir al tránsito de peatones mediante sus veredas dando acceso directo a las propiedades frentistas, servir al escurrimiento del agua de lluvia que cae sobre su superficie y las de las fincas frentistas conduciéndola hasta sumideros por donde pasan al sistema subterráneo de desagües. Dejaremos a un lado las consideraciones correspondientes al ancho total que deben tener las avenidas y calles, tarea específica de los urbanistas, para ocuparnos de las reglas que deben observarse en el diseño de los elementos. Evidentemente, cuando estas reglas nos lleven a dimensiones de las partes incompatibles con el ancho disponible en un caso dado, habrá que aceptar soluciones intermedias e imperfectas cuya corrección futura sólo podrá hacerse cuando se amplíe el ancho de la calle por vía de legislación municipal. Las reglas que hemos aludido se refieren a: - Determinación del ancho de calzada. - Pendiente longitudinal de la calle. - Diseño geométrico de la sección transversal. - Tipo y diseño de cordones. - Diseño de veredas. - Intersecciones de calles. - Diseño y ubicación de elementos de desagüe. 1.2. NORMAS DE DISEÑO 1.2.1. DETERMINACIÓN DEL ANCHO DE CALZADA La determinación del ancho de calzada de una calle cualquiera debería basarse en la capacidad requerida para el tránsito, solución que normalmente está condicionada por el ancho total de la calle, y limitada por los recursos financieros disponibles. La apreciación de la capacidad requerida en una determinada calle plantea un problema sumamente complejo. En realidad, la capacidad está limitada por la de las intersecciones, sobre cuya determinación la técnica vial actual sólo ha sondeado y establecido principios de solución para el caso particular de aquellas que cuentan con señalización automática, pero será aventurado extender sus conclusiones a todos los tipos de intersecciones de calles. Por ello, y dando por sentado que las consideraciones referentes al ancho de calle y a los recursos disponibles son obvias, se prefiere dar normas de carácter general con respecto al dimensionamiento de su calzada en función del carácter de la calle. Para calles de muy escaso movimiento local en zona residencial suburbana se acepta un a mínimo de 5.50 m, de los cuales 3.00 m se destinan a la circulación, y 2.50 m a estacionamiento. Este diseño se aplica comúnmente a las calles denominadas cul de sac (calles sin salida) en cuyo extremo ciego se provee una superficie de maniobra para invertir la marcha, generalmente en forma de rotonda de dimensiones mínimas. Para calles residenciales comunes dentro de la ciudad, un diseño apropiado, a condición que la calle sea de una sola mano, es de 8.00 m de ancho, asignando 3.00 m para circulación y 2.50 m para estacionamiento a ambos lados. En zona comercial local puede adoptarse el diseño de calzada de 11.00 m de ancho, con dos vías centrales de circulación de 3.00 m cada una, y dos franjas para estacionamiento de 2.50 m cada una. En la fijación de estos valores se tiene en cuenta la escasa velocidad de circulación del tránsito que permite aceptar un ancho de trocha relativamente reducido, por una parte y que no hace necesaria la separación física de manos por la otra. Para las avenidas urbanas, en las que sólo se tienen
EL SECTOR LOS ROSALES DEL DISTRITO DE LA VICTORIA, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE” – CUI N° 2621510 Hormigón 8 % Carpeta asfáltica 5 % La pendiente mínima de la cuneta se fija lógicamente sobre la base de consideraciones hidráulicas. Dado que la cuneta tiene como función conducir el agua de lluvia hacia los dispositivos denominados sumideros que permiten la evacuación por el sistema subterráneo de desagüe, su pendiente de fondo debe ser suficiente para evitar el estancamiento de las aguas pluviales. Los valores mínimos que se recomiendan con ese fin son de 0.3 % para pavimentos lisos, y de 0.4 % para pavimentos rugosos como el adoquín de granito. En terrenos muy llanos, a menudo se está obligado a fijar pendientes distintas para fondo de cuneta y eje de pavimento como medio para respetar el valor mínimo fijado a aquella. En tales casos, deberá adoptarse para la calzada una sección transversal de flecha mínima en correspondencia con los puntos altos del perfil longitudinal de la cuneta, que irá variando gradualmente hasta alcanzar la sección de máxima flecha en correspondencia con sumideros. Por otra parte, debe tenerse presente que la pavimentación de una calle tiene efecto, en la mayoría de los casos, después de haberse desarrollado la edificación a su vera. Ello determina una relación vertical entre el punto B, fondo de cuneta indicado en la Figura 2, y el punto E, nivel de patio o fondo de las fincas, que haga posible el desagüe hacia la calzada del agua de lluvia que cae sobre ellas. Queda por considerar finalmente el perfil longitudinal de coronamiento de cordón. El cordón forma parte de la cuneta con su paramento vertical, y delimita la vereda; ésta tiene su pendiente hacia la calzada para que el agua de lluvia pueda escurrir hacia la cuneta, por lo que es indispensable que el coronamiento del cordón permita ese escurrimiento. En otras palabras, el coronamiento debe constituir el punto más bajo en una sección transversal cualquiera de la vereda. Pero la vereda, cuya construcción previa se supone, tiene una definida relación con los niveles de piso de los edificios a los cuales sirve, siendo esa relación más o menos elástica según la zona de la ciudad en que esté ubicada la calle, así como según el tipo de edificación. Si llamamos C a la cota de cordón que nos proponemos determinar, y D a la cota de piso del edificio correspondiente a una determinada progresiva de la calle, pueden presentarse los casos que ilustra la Figura 3. Caso b) Calle suburbana Caso b) Calle urbana residencial
EL SECTOR LOS ROSALES DEL DISTRITO DE LA VICTORIA, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE” – CUI N° 2621510 Caso c) Calle comercial Figura 3. Relación entre cota de cordón y cota de piso a. Si se trata de una calle suburbana, es corriente que el ancho b de vereda no esté totalmente pavimentado; habrá un ancho b' recubierto con césped, y un ancho b" que llevará baldosas. En tales condiciones, será necesario fijar una pendiente comprendida entre el 4 y el 6 % para la zona de césped, y una pendiente í 2 con valores mínimos de 2 % y máximo de 4 % para la parte cubierta con baldosas, para asegurar un correcto desagüe. Además, si el edificio está retirado una distancia d desde la línea municipal, habrá que prever una pendiente i3 = 1 % en el acceso por el jardín. Finalmente se alcanzará el nivel de piso mediante un escalón de entrada de altura eo comprendida entre 4 y 10 cm y cuya cota E se designa corrientemente como cota de umbral, más un cierto número de escalones de altura e, corrientemente igual a 15 cm. De todo lo expuesto se deduce que la determinación del perfil longitudinal del coronamiento de cordón es de capital importancia, quedando subordinados a él los perfiles longitudinales de centro de calzada y de fondo de cuneta, si no median los factores ya analizados que pudieran hacer prevalecer alguno de estos dos perfiles. Las relaciones altimétricas de los tres perfiles están dadas por la flecha f de la calzada y por la altura h del cordón, de cuyos valores nos ocuparemos en los apartados sucesivos, y si bien pueden no ser paralelos entre sí, es regla mantener ese paralelismo entre los perfiles correspondientes a cordón y centro de calzada para lograr un mejor aspecto del conjunto. Cuando se produce un cambio de pendiente, se identifican éstas en el perfil longitudinal del eje de calzada mediante una curva vertical cuya longitud mínima se calcula sobre la base de una baja velocidad de circulación, del orden de los 40 km/h, y bajo coeficiente de fricción. La curva así calculada se aplica igualmente a los perfiles longitudinales de cordón y cuneta. Las curvas verticales cóncavas mejoran apreciablemente el aspecto de las calles, ocurriendo lo inverso con las convexas, lo que motiva la recomendación de los urbanistas de introducir un cambio planimétrico de dirección de la calle en correspondencia con esos puntos para disimular o anular el efecto adverso de esas curvas verticales. Como es lógico, ello sólo puede hacerse en la etapa de planeamiento de un núcleo urbano y no en poblaciones existentes, con importantes desarrollos de edilicios a lo largo de sus calles. Todos lo expresado respecto de los perfiles longitudinales se refiere a los tramos de calles comprendidos entre intersecciones o encrucijadas. Es evidente que en el estudio del perfil longitudinal del eje de calzada debe tenerse en cuenta, además de todos los elementos considerados, los niveles de las calles transversales que cruzan o empalman con la que se estudia. Pero como la zona de intersección presenta problemas muy particulares que obligan muy a menudo a quebrar la continuidad del perfil de la calzada a uno y otro lado de la intersección, se considera conveniente tratarla por separado. 1.2.3. DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE LA CALZADA Por razonas de desagüe, la calzada se construye con sección transversal convexa.
EL SECTOR LOS ROSALES DEL DISTRITO DE LA VICTORIA, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE” – CUI N° 2621510 Figura 4. Bombeo de pavimento En lo que respecta a la forma de la superficie de la calzada, es práctica casi universal adoptar un perfil que responde a la parábola cuadrática. Pero deben distinguirse dos casos:
2
2 cómo puede deducirse fácilmente observando la Figura 5. Figura 5. Sección transversal de la superficie de la calzada Esta expresión permite calcular de inmediato la diferencia de cotas entre el centro de la calzada y un punto cualquiera M situado a la distancia x del eje. Por otra parte, si derivamos la expresión (7), tendremos:
'
2
con la cual podemos determinar la inclinación transversal del perfil en cualquier punto. Esta práctica es correcta para calzadas de anchos inferiores a 15 m.
EL SECTOR LOS ROSALES DEL DISTRITO DE LA VICTORIA, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE” – CUI N° 2621510 Para anchos superiores, la aplicación de la fórmula descrita conduce a pendientes transversales prácticamente nulas en las proximidades del eje, por lo que se prefiere cambiar la expresión escrita transformándola en una parábola de ley:
En la que la constante k se calcula para Xmax = a /2 e Ymax = f
Si para un dado ancho de calzada deseamos conocer la abscisa común de los puntos de ambas superficies en los que las tangentes tienen igual inclinación, igualamos las expresiones (8) y (11) y operando llegamos a:
En estos casos de calzadas anchas, conviene aumentar la pendiente transversal llevándola a un 5% como mínimo en una faja de 1 m de ancho contigua al cordón, para hacer cómodamente practicable el cruce de la calzada por los peatones durante la lluvia. En efecto, sea el caso de una calzada lisa de 15 m de ancho cuya pendiente longitudinal esté comprendida entre el 2% y el 4 % a la cual le corresponde un bombeo de 0.10 m según el diagrama de la Figura 4. Si adoptamos el perfil de la parábola cuadrática, la pendiente transversal en la faja próxima al cordón será:
Quiere decir que bastaría un tirante de agua de 0.05 m para que el ancho del espejo fuera aproximadamente de 2.00 m; en cambio, con la pendiente aconsejada del 5%, el ancho se reduce a 1.00 m que puede ser salvada fácilmente por el peatón. Lógicamente habrá que reajustar el diseño de la sección transversal cuando se adopta este criterio, el cual se puede simplificar calculando la flecha que corresponde a un ancho de (a -2) m, y sumándole el producto i 1 m para obtener la diferencia de cota entre centro de calzada y fondo de cuneta. b. Perfil asimétrico Cuando el nivel de los edificios situados de un lado de la calle es mayor que el de los situados en el lado opuesto, es preferible proyectar el cordón de ese lado más alto que el otro, resultando así una sección asimétrica. Esta solución favorece el aspecto general de la calle, no introduce modificaciones sustanciales en el acceso a las propiedades frentistas, y simplifica el proyecto de las encrucijadas. La diferencia máxima admisible entre los niveles de ambos cordones en el caso que consideramos es igual al bombeo que le corresponde a una calzada de ancho doble al de la calzada en cuestión. La sección transversal se diseñará de la forma siguiente Figura 6:
EL SECTOR LOS ROSALES DEL DISTRITO DE LA VICTORIA, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE” – CUI N° 2621510 1.2.5. DISEÑO DE VEREDAS Teóricamente, el ancho de vereda debe determinarse de acuerdo con el volumen del tránsito de peatones, asignando una capacidad de descarga de 1100 a 1500 personas por hora y por carril de 0.55 m de ancho. Las dificultades inherentes a este tipo de estudio hacen que, por regla, se prescinda de ellos y se determinen anchos aconsejados por la experiencia. Para zonas residenciales suburbanas se considera suficiente un ancho pavimentado de 1.50 m. Para zonas residenciales urbanas bien desarrolladas, de 2.00 m a 2.50 m, y para zonas comerciales, entre 3.00 m y 9.00 m. Las veredas desaguan hacia las cunetas por encima de los cordones; la pendiente transversal que se les fija varía corrientemente entre el 2% y el 4 %, aunque es necesario a veces forzarla un poco, particularmente en las intersecciones. En tales casos debe procurarse no exceder del 6 % por razonas de comodidad de los peatones. No es de práctica establecer el perfil longitudinal de vereda dado que puede considerarse como tal al fijado para el coronamiento del cordón. 1.2.6. INTERSECCIONES DE CALLES El estudio de la intersección de dos calles es simple en general desde el punto de vista planimétrico, pero delicado desde al punto de vista altimétrico, a tal punto que a menudo es necesario modificar las pendientes longitudinales de las calles en la zona de la intersección forzándolas antes de llegar a ella y reduciéndolas en ésta, para poder resolver los distintos problemas que plantean. El estudio planimétrico consiste en establecer el máximo radio de curvatura posible para la curva de empalme de los cordones de ambas calles. Ello dependerá fundamentalmente de la existencia o no de ochavas en la línea de edificación, del ancho de las veredas, y del ángulo de encuentro de las calles, debiendo procurarse que la curva proyectada no reduzca sensiblemente los anchos mencionados. No deberá descenderse de los 6.00 m, siendo aconsejable adoptar en lo posible 9.00 m por cuanto éste es el radio de la curva más cerrada que pueden describir las ruedas internas de los vehículos mayores, ómnibus y camiones. El estudio altimétrico debe considerar la seguridad para el tránsito automotor, la comodidad de los peatones, y la adecuada eliminación del agua de lluvia. La cuestión de la seguridad para el tránsito automotor se presenta cuando al estudiar la intersección de dos calles con fuertes pendientes es necesario admitir peraltes negativos para algunos de los movimientos posibles de giro. En lo concerniente a la seguridad de los peatones, deberá procurarse no exceder la altura normal del cordón, pero sobre todo habrá que determinar con cuidado la altimetría del coronamiento de ellos en los tramos curvos de enlace entre los cordones de una calla y otra. Esa altimetría definirá la pendiente transversal de la vereda, la cual deberá limitarse a un máximo del 6%. En lo que se refiere a la eliminación del agua de lluvia, deben observarse las reglas siguientes: El escurrimiento del agua no debe impedir u obstaculizar seriamente el cruce de la calzada por los peatones, para lo cual deberá proyectarse la ubicación de los sumideros de manera tal que intercepten la corriente de agua antes del cruce. a) Se evitará que los vehículos estén forzados a cruzar corrientes de agua cerca de la línea de cruce de peatones. b) Las disposiciones que se adopten para guiar el agua de lluvia o forzarla a penetrar en los sumideros no deben disminuir el ancho de la calzada ni ofrecer depresiones acentuadas del pavimento. c) El desagüe debe estudiarse en forma tal que se evite la concentración de un gran volumen de agua en la zona de la intersección, a cuyo efecto será necesario en algunos casos disponer sumideros en puntos que permitan captar parte del agua antes de que llegue al cruce. La franja de pavimento que intercomunica las veredas a través del cruce es la que usan normalmente los peatones, y debe evitarse el paso del agua a través de ella. Salvo evidentemente el escaso volumen producto del escurrimiento sobre la vereda contigua. La Figura 8 ilustra sobre la forma apropiada de ubicar los sumideros para obtener ese resultado.
EL SECTOR LOS ROSALES DEL DISTRITO DE LA VICTORIA, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE” – CUI N° 2621510 Figura 8. Esquema de desagüe en intersecciones de calles Veremos un poco más en detalle el estudio altimétrico de las intersecciones consideradas separadamente los casos en que las pendientes de las calles que se encuentran son iguales o menores que el 2 %, y las que son mayores. a) Calles con pendientes iguales o menores que el 2 %. En general se puede adoptar cualquiera de los dos criterios que se exponen a continuación. 1er. Criterio. Consiste en mantener invariable el perfil longitudinal de centro de calzada de ambas calles, absorbiendo las diferencias de cotas que se producen entre los cordones mediante perfil asimétrico, mediante variación en las alturas de los cordones, o mediante una combinación de ambos procedimientos. Analicemos este criterio. Supongamos tener la intersección de dos calles, Calle I y Calle II en la Figura 9. La primera con una pendiente i 1 = 1%, y la segunda con i 2 = 2%. Admitimos que las características de las secciones transversales de las calzadas son: Ancho de la calzada a 1 12.00 m Ancho de la calzada a 2 10.00 m Flecha de la parábola f 1 0.15 m Flecha de la parábola f 2 0.12 m Ancho de vereda b 1 4.00 m Ancho de vereda b 2 3.00 m Altura del cordón h = h 1 = h 2 0.15 m Radio de curve de enlace r = r 1 = r 2 6.00 m
EL SECTOR LOS ROSALES DEL DISTRITO DE LA VICTORIA, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE” – CUI N° 2621510 En forma análoga se calculan todos los puntos intermedios que se considere conveniente, en particular el que se encuentra sobre la prolongación de la diagonal AO. A continuación, se determina la cota de fondo de cuneta en correspondencia con ese punto y se bosqueja un perfil tentativo para la semi sección cuidando que tenga suficiente pendiente transversal en la zona inmediatamente próxima a la cuneta, que ofrezca una trayectoria suave y con peralte de signo positivo para los vehículos que giran por la trocha contigua al cordón, y que armonice adecuadamente el encuentro de los dos perfiles parabólicos. Como es evidente que con ese solo perfil no se resuelve el acotamiento del sector de la intersección bajo análisis, podrían estudiarse otros semi perfiles entre cordón y centro de calzada, pero el procedimiento será largo y engorroso por lo que se prefiere trabajar de la siguiente forma: Se considera a la intersección como el encuentro de dos pavimentos de hormigón constituidos en sus tramos rectos por losas de 10. 00 m de largo y alrededor de 3.00 m de ancho, las cuales se transforman en losas irregulares en la zona de intersección, diseñadas de manera que no presenten ángulos agudos en su perímetro y limitando la dimensión mínima de cada lado a 1. 50 m por razón de resistencia de la losa, según puede apreciarse en la Figura 10. La atenta consideración de esta figura permitirá analizar el criterio seguido en el (^) acotamiento de los vértices de losas para^ la intersección en estudio. Figura 10. Acotamiento de una intersección de calles Solución del desagüe con sumidero Esta división de losas carece evidentemente de sentido, desde el punto de vista constructivo, si los pavimentos no son de hormigón, pero sirve muy adecuadamente como sistema de coordenadas para ubicar los puntos cuyas cotas de determinan. Otro procedimiento de trabajo es el preconizado por Besson y consiste en estudiar la intersección mediante el empleo de curvas de nivel que se diseñan partiendo del acotamiento de las secciones normales de las calzadas en las entradas de la intersección, y del estudio de los perfiles diagonales. Este procedimiento es sin duda muy completo, pero de laborioso estudio, sólo justificable en intersecciones de altimetría muy complicada. Cuando una de las calles que se intersectan es mucho más importante que la otra, es aconsejable proyectar ambos cordones de la calle principal con una misma cota, y mantener su perfil transversal simétrico con respecto al eje de calzada. Desde luego, ello determina un quiebre en el perfil longitudinal de la calle secundaria, con cambio de pendiente a ambos lados de la intersección.
EL SECTOR LOS ROSALES DEL DISTRITO DE LA VICTORIA, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE” – CUI N° 2621510 2do Criterio. Este criterio consiste en fijar igual cota a los puntos de intersección de líneas de cordones, los denominados A, B, C y D en la Figura 9, introduciendo quiebres en los perfiles longitudinales de ambas calles. Cuando se trata de intersecciones de calles residenciales, este procedimiento no ofrece en general mayores dificultades. En cambio, suele ser de difícil aplicación en calles comerciales en razón de los niveles de piso de los negocios existentes, según se ha visto al analizar el perfil longitudinal de coronamiento de cordón. b) Calles con pendientes mayores que el 2 %. Si las calles que se intersectan tienen pendientes superiores al 2 %, es siempre necesario quebrar sus perfiles longitudinales en la zona de la intersección para evitar que las diferencias de cotas de cordones sean excesivas. El quiebre de pendientes puede hacerse en el borde del área de líneas de cordones, o en el borde del área de líneas de edificación. El procedimiento, comúnmente aplicado en calles residenciales cuando las pendientes no exceden del 4%, tiene la ventaja de introducir menores cambios en las pendientes longitudinales de las calles, pero generalmente provoca serios problemas con la altimetría de las veredas. El segundo procedimiento se emplea en calles comerciales y en calles residenciales cuando las pendientes de éstas sones superiores al 4 %. En ambos casos se trata de que la pendiente que se adopte dentro del área de la intersección se la máxima posible que permiten las condiciones locales, para reducir el incremento de pendiente longitudinal de las calles fuera de la intersección. En los casos en que las pendientes de las calles sean muy elevadas, o que el ángulo de encuentro de calles con fuerte pendiente sea muy agudo, el estudio altimétrico ofrece serias dificultades siendo aconsejable aplicar el método de Besson por cuanto ofrece una visión de conjunto del problema que facilita y orienta los sucesivos ensayos de acotamiento que forzosamente habrá que realizar para llegar a una solución satisfactoria. 1.2.7. DISEÑO Y UBICACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE DESAGÜE Los dispositivos destinados a recoger el agua de lluvia que escurre por las cunetas reciben el nombre genérico de sumideros , conocidos vulgarmente como bocas de tormenta. Estas estructuras consisten en pequeñas cámaras construidas en mampostería u hormigón, que tienen una abertura superior provista de rejas por donde penetra el agua, y están conectadas en su fondo por conductor que la comunican con el sistema general de desagües. La distribución, número y capacidad de los sumideros tiene particular importancia en la eficiencia del desagüe. Cuando el estudio del perfil longitudinal de fondo de cuneta ha fijado la posición de los puntos bajos donde necesariamente habrá que ubicar un sumidero, se analiza la forma y dimensiones de la superficie de captación de éstos, es decir de las rejas, que deben establecerse en relación con el caudal afluente. En las zonas de manzanas regulares y uniformes, ese caudal es proporcional a la longitud del recorrido superficial y está en relación con las pendientes de las superficies que recorre el agua para llegar al lugar de captación. Para asegurar la eficiencia de los sumideros, especialmente la de aquellos que no están ubicados en los puntos bajos del perfil longitudinal de fondo de cuneta, se forma alrededor de la reja una depresión en el pavimento, llamada cubeta u hoya, que se inicia a 2.00 m de los bordes de reja en el sentido longitudinal y a 1.00 m en el sentido transversal, y alcanza una profundidad de 0.07 m con respecto a la sección normal de pavimento en correspondencia con los bordes de reja, según puede apreciarse en la Figura 11. En principio hay tres tipos de sumideros:
EL SECTOR LOS ROSALES DEL DISTRITO DE LA VICTORIA, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE” – CUI N° 2621510 Sea la Figura 13 un badén de ancho y profundidad h, constituido por tres arcos circulares AB, BD y DE , de igual radio R. Figura 13. Detalle de las características geométricas de un badén Calculamos R en función de a y h mediante las relaciones R.sen α = a/ 4 R (1-sen α) = h/ 2 Despejando R.cos a en la segunda, elevando al cuadrado ambas expresiones y sumando se obtiene (Pitágoras): R^2 = (a/ 4 )^2 = (R-h/ 2 )^2 = a^2 / 16 + R^2 - Rh + h^2 /
2
2
Al circular un vehículo de peso P a la velocidad v por la calle atravesada por el badén, el vehículo recorrerá el perfil de éste experimentando la acción de una fuerza centrífuga F que actuará prácticamente en sentido vertical, hacia arriba en loa arcos AB y DE, y hacia abajo en el arco BD. Su valor está dado por: F = m.v^2 /R = P/g.v^2 /R Según los valores de v y R, la fuerza F podrá ser mayor, igual o menor que el peso P. En el caso de que F sea mayor que P, y supuesto el vehículo circulando de A hacia E, éste perdería contacto con la calzada en algún punto inmediatamente después de A, describiendo una trayectoria parabólica que terminará en impacto sobre un punto del arco CD o aun del DE, eventualidad que es absolutamente inadmisible. Si F = P, el sistema de suspensión y los ejes del vehículo estarán soportando un peso igual a 2P en el recorrido BD, situación también inaceptable porque corrientemente no se admite para esos elementos una sobrecarga accidental superior a 0.5P; pero, teniendo en cuenta no sólo el
fuerza F a 0.25P. Luego, reemplazando en la (1 3 ) tendríamos, transformando v m/seg en V km/h: F = 0.25P = P/g v^2 /R = P / 9. 8 1 V^2 / 3. 62 R R = 0.0 315 V^2 (1 4 )
EL SECTOR LOS ROSALES DEL DISTRITO DE LA VICTORIA, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE” – CUI N° 2621510 o bien V = 5.64 /P (1 5 ) Corrientemente se fija un ancho de badén a=3.00 m y profundidades h comprendidas entre 0.07 y 0.10 m. Reemplazando el primero de estos valores en la (12), obtenemos R = 8.00 m el cual, llevado a la (1 5 ) da V = 1 6 km/h. Esta velocidad es algo baja y los conductores arriesgan generalmente cruzar un badén de estas características a una velocidad apreciablemente mayor, del orden de los 30 km/h, con la consiguiente mayor solicitación para la suspensión de sus vehículos, pero sin que experimentan una sensible incomodidad. Badenes más profundos, especialmente cuando no se ha tenido mucho cuidado en su diseño, provocan en los conductores la mala práctica de tomarlos sesgados, forma intuitiva de aumentar el radio de curvatura del badén, disminuyendo consecuentemente la intensidad de la fuerza centrífuga. Desde luego, el badén obliga al quiebre del perfil longitudinal de la calle que atraviesa. Para ilustrar sobre este punto, se ha supuesto que la Calle I del ejemplo de la Figura 10 es de mucho mayor importancia que la Calle II y que, no existiendo posibilidad de proyectar sumideros, se ha previsto el desagüe en la intersección mediante un badén, desarrollándose en la Figura 14 el correspondiente acotamiento, así como el estudio del perfil longitudinal de la Calle II. Figura 14. Acotamiento de una intersección de calles Solución del desagüe con badén
2. APUNTES SOBRE TRAZADO TÉCNICO DE CALLES 2.1. CALLES URBANAS
EL SECTOR LOS ROSALES DEL DISTRITO DE LA VICTORIA, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE” – CUI N° 2621510 Figura 17. Calle de circulación Las aceras son más anchas sobre todo cuando se instalan comercios con escaparates, y entonces hay que prescindir de los jardincillos en uno o en ambos lados. En estas calles puede consentirse una altura de edificación de 10 m (3 plantas), de modo que la relación ancho de calle/altura de casa valga 1.45, con lo cual queda perfectamente garantizada la ventilación y soleamiento de las viviendas. La instalación de jardincillos en un solo lado (por ejemplo, en sur) en calles que siguen la dirección este- oeste, mejora las condiciones. Conviene, para realizar escalonadamente los planes de urbanización, que se determinen de antemano las características de las calles y de las edificaciones, para que los propietarios sepan con exactitud la cuantía de las cargas que les corresponden en cada etapa; cuantía que, de ser posible, se fijará en función del metro lineal de fachada. En las calles de gran tránsito, la anchura mínima de calzada con doble línea de tranvía es de 12 m, Figura 18. El aumento de dos carriles de circulación (uno para cada dirección) puede hacerse con 16.6 m, y si la línea de tranvía es independiente, con 20 m, Figuras 19 y 20 Figura 18. Calle urbana de circulación. Calzada 12 m Figura 19. Calle urbana. Calzada de 16.6 m Las anchuras totales de explanación, entre líneas de fachada, resultan así de 20 y 24 m; con pistas de ciclismo, 30.6 m.
EL SECTOR LOS ROSALES DEL DISTRITO DE LA VICTORIA, PROVINCIA DE CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE” – CUI N° 2621510 Figura 20. Calle urbana con línea de tranvía independiente En las calles amplias, el ancho de las aceras no se rige por el tráfico probable de peatones, sino por el número y clase de las tuberías de servicio que han de instalarse en el subsuelo. Las canalizaciones del alcantarillado que antes se instalaban por debajo de las veredas, se colocan actualmente en el centro de la calle, debido a su relativa gran profundidad, ya que están provistas de registros. En las calles de vecindad y en las muy estrechas no hacen falta acometidas en cada casa, con lo cual se simplifican los servicios. La división de la calzada en dos direcciones por medio de un cantero central de separación (verde o andén) presente el inconveniente del poco rendimiento cuando la circulación se verifica eventualmente en un sentido. Este caso es muy frecuente en las calles de acceso de las carreteras y en las del caso central urbano, donde a ciertas horas se producen tráficos de punta en una sola dirección. En tales casos, por ejemplo, en una calzada de cuatro vías, no pueden ordenarse tres para el tránsito en un sentido, siempre que no haya separación de tráficos. Sin embargo, la anchura correspondiente a cuatro vías es peligrosa para la circulación. Con seis vías de circulación pueden agruparse cada dos de ellas, resultando tres calzadas yuxtapuestas separadas por canteros. 2.2. PISTA DE CICLISMO Estos caminos tienen una importancia especial. A veces se construyen como bandas adyacentes a la calzada y otras con explanación propia. Para los ciclistas, el tránsito automóvil es un riesgo muy grande. La banda adyacente es un peligro cuando no está separada de la calzada por un cordón. En los países agrícolas no han falta bandas especiales, pues los ciclistas pueden circular por el borde de la calzada o por los paseos (banquinas). En las zonas industriales se impone la construcción de pistas autónomas que deben ser lo más seguidas, y en todos los proyectos de carreteras debe examinarse si conviene o no separar este tráfico especial. Estas pistas no darán grandes rodeos, y es preciso que estén unidas con los nudos de circulación. En las Figuras 19, 20 y 21 se ve una banda a cada lado de la calzada para esta circulación. En las zonas agrícolas se procura construir tales pistas al otro lado de la cuneta, Figura 21.
