ALINEAMIENTO HORIZONTAL

El alineamiento horizontal es la proyección del eje del camino sobre un plano horizontal. Los elementos que integran esta proyección son las tangentes y las

tangentes consecutivas de rumbos diferentes se efectúa por medio de una curvatura.

El alineamiento horizontal está compuesto por líneas rectas llamadas tangentes enlazadas por curvas, las mismas que pueden ser circulares o espirales de una curva.

Se presentan los elementos técnicos de ingeniería relacionados con el alineamiento horizontal: - Velocidad de Diseño - Radio de Curvatura - Longitud de transición - Peralte - Sobreancho Curvas horizontales.-

Es el arco que enlaza dos alineaciones de un polígono.

Grado de Curvatura (Gc): Es el ángulo formado por un arco de 20 metros. Su valor máximo es el que permite recorrer con seguridad la curva con el peralte máximo a la velocidad de diseño.

Gc / 20 = 360 / 2 *(pi)* R

Gc = 1145.92 / R

Las curvas más empleadas en el diseño de una vía son: curvas horizontales simples, compuestas, reversas y de transición.

Curva Horizontal Simple:

Es un arco de circunferencia con un valor determinado de radio y sirve para enlazar dos alineaciones rectas, está formada por los siguientes elementos básicos:

PI Punto de intersección de la prolongación de las tangentes PC Punto en donde empieza la curva simple

PT Punto en donde termina la curva simple α Angulo de deflexión de las tangentes Δc Angulo central de la curvatura circular θ Angulo de deflexión de la curva circular GC Grado de curvatura de la curva circular RC Radio de la curvatura circular

T Tangente de la curvatura circular o subtangente E External

M Ordenada Media C Cuerda

CL Cuerda Larga l Longitud del arco

le Longitud de la curva circular

Ángulo central: Es el ángulo formado por la curva circular y se simboliza como

“α “ (alfa). En curvas circulares simples es igual a la deflexión de las tangentes.

Longitud de la curva:

Es la longitud del arco entre el PC y el PT. Se lo representa como Lc y su fórmula para el cálculo es la siguiente:

Lc = R * tan (α /2)

M = R –R cos α / 2

Deflexión en un punto cualquiera de la curva (θ): Es el ángulo entre la

prolongación de la tangente en el PC y la tangente en el punto considerado. θ = Gc * 1 / 20

Cuerda (C): Es la recta comprendida entre 2 puntos de la curva.

C = 2 R sen θ / 2

Cuerda Larga (CL): Se llama a la cuerda que une los dos puntos de la curva PC

y PT

CL = 2 R sen α /2

Ángulo de la cuerda (ϕ): Es el ángulo comprendido entre la prolongación de la

tangente de la vía y la curva: Φ = θ / 2

Gráfico 4.- Curva Circular Simple

Fuente: Manual de Diseño Geométrico. MOP 2003

Curvas de transición

En un diseño donde se utilizan elementos geométricos rígidos como la línea recta y los arcos circulares, cualquier móvil que entre en una curva horizontal o salga de la misma, experimenta un cambio brusco debido al incremento o disminución de la fuerza centrífuga, que se efectúa en forma instantánea, lo que produce incomodidad en el usuario. El conductor sigue generalmente un camino conveniente de transición, lo que puede originar la ocupación de una parte del carril adyacente, cuando se inicia el recorrido de la curva, lo que representa un peligro si el carril aledaño es para tránsito de sentido contrario. Salvo cuando se tienen curvas de radios grandes, donde también se pueden usar pero no es estrictamente necesario, lo indicado es emplear las curvas de transición.

Son las curvas de transición alineaciones de curvatura variable con su recorrido; y su objeto es suavizar las discontinuidades de la curvatura y el peralte. Se evita con ellas, por tanto, un cambio brusco de la aceleración radial, y en el control de la dirección del vehículo; y se dispone de longitudes suficientes, que permiten establecer un peralte y un sobreancho adecuados, modificar el ancho de la calzada y realzar la estética de la vía.

La clotoide

Corresponde a la espiral con más uso en el diseño de carreteras, sus bondades con respecto a otros elementos geométricos curvos, permiten obtener carreteras cómodas, seguras y estéticas.

Las principales ventajas de las espirales en alineamientos horizontales son las siguientes:

- La longitud de la espiral se emplea para realizar la transición del peralte y la del sobreancho entre la sección transversal en línea recta y la sección transversal completamente peraltada y con sobreancho de la curva.

- El desarrollo del peralte se hace en forma progresiva, con lo que se consigue que la pendiente transversal de la calzada sea, en cada punto, la que corresponde al respectivo radio de curvatura.

- La flexibilidad de la clotoide y las muchas combinaciones del radio con la longitud, permiten la adaptación a la topografía, y en la mayoría de los casos la disminución del movimiento de tierras, para obtener trazados más económicos.

Con el empleo de las espirales en autopistas y carreteras, se mejora considerablemente la apariencia en relación con curvas circulares únicamente. En efecto, mediante la aplicación de espirales se suprimen las discontinuidades notorias al comienzo y al final de la curva circular (téngase en cuenta que sólo se utiliza la parte inicial de la espiral), la cual se distorsiona por el desarrollo del peralte, lo que es de gran ventaja también en el mejoramiento de carreteras existentes.

Empalme de tramos rectos y circulares

El diseño geométrico de carreteras debe hacerse preferiblemente utilizando arcos de transición, resultando favorable la clotoide, por las razones anotadas anteriormente.

En cualquier caso para el diseño de curvas con radios superiores a 1400 metros no es necesaria la incorporación de clotoides, así como en el diseño de las canalizaciones de intersecciones que se correspondan con velocidades de diseño reducidas.