Evaluación del diseño geométrico de la carretera Carhuaz - Chacas, tramo km 0+000 al km 9+500, aplicando el manual de diseño geométrico DG-2014 año 2017

(1)

(2)

UNIVERSIDAD NACIONAL

“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

TESIS

TESIS

“EVALUACIÓN

DEL DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA

CARRETERA CARHUAZ - CHACAS, TRAMO KM

0+000 AL KM 9+500, APLICANDO EL MANUAL DE

DISEÑO GEOMETRICO DG-2014 AÑO 2017."

PARA OPTAR EL TÍTULO DE:

INGENIERO CIVIL

PRESENTADO POR:

BACH. SOLIS AYORA LUIS ANGEL

ASESOR:

ING. OSCAR FREDY ALVA VILLACORTA

HUARAZ – ANCASH - PERÚ

(3)

DEDICATORIA

A mi madre por haberme apoyado en todo momento, por sus consejos, sus valores, por la motivación constante que me ha permitido superar momentos difíciles de mi vida, pero más que nada, por su amor.

A mi padre por su comprensión, su paciencia e inmenso amor.

A mi hermana, por su apoyo constante, motivación y por ser un ejemplo de disciplina y perseverancia

A mi tío Lorenzo, por ser mi guía y ejemplo, por su apoyo y consejos a lo largo de toda mi vida.

(4)

AGRADECIMIENTOS

A Dios

Por su infinito amor y bondad. A mi familia

Por el apoyo y paciencia para iniciar, persistir y culminar este trabajo.

A la Facultad de Ingeniería Civil Por la formación brindada.

Al Ingeniero:Oscar Fredy Alva Villacorta

(5)

EVALUACIÓN DEL DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA CARRETERA CARHUAZ - CHACAS, TRAMO KM 0+000 AL KM 9+500, APLICANDO EL

MANUAL DE DISEÑO GEOMETRICO DG-2014 AÑO 2017."

RESUMEN

El presente estudio tiene por objetivo la evaluación del diseño geométrico de la carretera Carhuaz–Chacas entre el Km 0+000 y Km 9+500, para ello se utilizó el

manual de diseño geométrico DG-2014 como medio de medida de la seguridad y comodidad de la misma.

En la primera etapa se procedió al conteo de tráfico de la vía, lo que permitió obtener el valor del IMDA. También se desarrolló el levantamiento topográfico, con el cual se logró determinar todas las características pertenecientes a la vía, que condicionan la seguridad y comodidad para los usuarios de la vía.

Luego con el uso del manual de diseño geometrico DG – 2014 se realizó la

evaluación de las características geométricas de la vía, analizando de manera detallada el cumplimiento de cada característica de la carretera, encontrándose que muchos valores de los parámetros de diseño geométrico están fuera de los rangos establecidos por el MTC.

Por último, se planteó una propuesta de solución tanto a nivel de diseño geométrico, corrigiendo los errores encontrados en el trazo de la vía, sin modificar sustancialmente el trazo, para evitar la generación de mayor movimiento de tierras y otra a nivel de señalización mejorando las condiciones de seguridad para los usuarios.

(6)

ABSTRACT

The present study has as objective the evaluation of the geometric design of the Carhuaz - Chacas road between Km 0 + 000 and Km 9 + 500, for this the geometric design manual DG-2014 was used as a means of measuring safety and comfort Of the same.

In the first stage the road traffic was counted, which allowed to obtain the value of the IMDA. The topographic survey was also developed, with which it was possible to determine all the characteristics belonging to the road, which condition safety and comfort for road users.

Then, with the use of the geometric design manual DG - 2014, the evaluation of the geometrical characteristics of the road was carried out, analyzing in detail the compliance of each road characteristic, finding that many values of geometric design parameters are outside of the ranges established by the MTC.

Finally, a proposal for a solution was proposed both at the level of geometric design, correcting the errors found in the track line, without substantially modifying the line, to avoid the generation of greater movement of land and another level of signaling, improving the security conditions for users.

(7)

CONTENIDO

CARÁTULA i

DEDICATORIA ii

AGRADECIMIENTOS iii

RESUMEN iv

ABSTRACT v

CONTENIDO vi

ÍNDICE GENERAL v

ÍNDICE DE CUADROS xiv

ÍNDICE DE GRÁFICOS xviii

ÍNDICE DE ANEXOS xxi

INTRODUCCIÓN xxix

CAPITULO I:

PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN 01

CAPITULO II:

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 09

CAPITULO III:

DESCRIPCIÓN DE LA CARRETERA CARHUAZ - CHACAS 14

CAPITULO IV:

DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS 28

CAPITULO V:

RESULTADOS Y DISCUSIÓN 170

CAPITULO VI:

CONCLUSIONES 205

RECOMENDACIONES 207

CAPITULO VII:

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 208

(8)

INDICE

I. PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN ...1

1.1. SITUACIÓN DEL PROBLEMA ...1

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA...2

1.2.1. PROBLEMA GENERAL...2

1.2.2. PROBLEMAS ESPECÍFICOS...2

1.3. JUSTIFICACIÓN...2

1.4. HIPOTESIS Y VARIABLES...3

1.4.1. HIPOTESIS ...3

1.4.1.1. HIPOTESIS GENERAL...3

1.4.1.2. HIPOTESIS ESPECÍFICAS ...4

1.5. VARIABLES ...4

1.5.1. VARIABLE INDEPENDIENTE:...4

1.5.2. VARIABLE DEPENDIENTE:...4

1.6. OBJETIVOS ...4

1.6.1. OBJETIVO GENERAL. ...4

1.6.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...5

1.7. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS...5

1.8. ANTECEDENTES...7

1.8.1. ANTECEDENTES DEL PROYECTO...7

II. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ...9

2.1. PERSPECTIVA METODOLÓGICA Y TIPO DE INVESTIGACIÓN ...9

2.1.1. PERSPECTIVA METODOLÓGICA ...9

(9)

2.1.3. ORIENTACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ...10

2.1.4. TIPO DE INVESTIGACIÓN. ...10

2.1.5. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN ...10

2.2. LIMITES DE INVESTIGACIÓN ...10

2.3. CONTEXTO Y UNIDAD DE ANÁLISIS, POBLACIÓN Y MUESTRA. ....11

2.3.1. CONTEXTO...11

2.3.2. POBLACIÓN ...11

2.3.3. MUESTRA ...11

2.4. PLAN DE RECOLECCIÓN, PROCESAMIENTO, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LA INFORMACIÓN...12

III. DESCRIPCIÓN DE LA CARRETERA CARHUAZ–CHACAS...14

3.1. GENERALIDADES...14

3.2. DESCRIPCIÓN DEL TRAZO DE LA VÍA ...16

3.2.1. DESCRIPCIÓN DEL TRAZO EN PLANTA...16

3.2.1.1. TRAMOS EN TANGENTE...16

3.2.1.2. CURVAS CIRCULARES...19

3.2.2. DESCRIPCIÓN DEL TRAZO EN PERFIL LONGITUDINAL ...23

3.2.2.2. CURVAS VERTICALES ...24

3.2.3. DESCRIPCIÓN DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE LA VÍA .27 3.2.3.1. SECCIÓN TÍPICA ...27

3.2.3.2. SOBREANCHO ...27

IV. DISEÑO GEOMETRICO DE CARRETERAS ...28

(10)

4.2. MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS DG-2014 ...30

4.3. CLASIFICACIÓN DE LAS CARRETERAS ...30

4.3.1. CLASIFICACIÓN POR DEMANDA ...30

4.3.1.1. AUTOPISTA DE PRIMERA CLASE. ...31

4.3.1.2. AUTOPISTA DE SEGUNDA CLASE. ...31

4.3.1.3. CARRETERAS DE PRIMERA CLASE...31

4.3.1.4. CARRETERAS DE SEGUNDA CLASE...31

4.3.1.5. CARRETERAS DE TERCERA CLASE. ...32

4.3.1.6. TROCHA CARROZADLE...32

4.3.2. CLASIFICACIÓN POR OROGRAFÍA ...32

4.3.2.1. TERRENO PLANO (TIPO 1)...33

4.3.2.2. TERRENO ONDULADO (TIPO 2)...33

4.3.2.3. TERRENO ACCIDENTADO (TIPO 3)...33

4.3.2.4. TERRENO ESCARPADO (TIPO 4)...33

4.4. CRITERIOS Y CONTROLES BÁSICOS PARA EL DISEÑO...33

4.4.1. VEHÍCULOS DE DISEÑO...34

4.4.1.1. VEHÍCULOS LIGEROS ...34

4.4.1.2. VEHÍCULOS PESADOS ...35

4.4.1.3. GIRO MÍNIMO DE VEHÍCULOS TIPO ...38

4.4.2. VELOCIDAD DE DISEÑO...42

4.4.2.1. DEFINICIÓN ...42

4.4.2.2. VELOCIDAD DE DISEÑO EN TRAMOS HOMOGÉNEOS.42 4.4.3. DISTANCIA DE VISIBILIDAD ...43

4.4.3.1. DEFINICIÓN. ...43

(11)

4.4.3.3. DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PASO O

ADELANTAMIENTO...47

4.4.4. VALORES ESTÉTICOS Y GEOLÓGICOS ...54

4.4.4.1. GENERALIDADES ...54

4.4.4.2. CONSIDERACIONES GENERALES...54

4.5. DISEÑO GEOMÉTRICO EN PLANTA, PERFIL Y SECCIONES TRANSVERSALES ...55

4.5.1. GENERALIDADES ...55

4.5.2. DISEÑO GEOMÉTRICO EN PLANTA ...56

4.5.2.1. GENERALIDADES ...56

4.5.2.2. CONSIDERACIONES DE DISEÑO. ...57

a) Elementos de la curva circular...60

b) Radios mínimos...61

c) Relación entre peralte, radio y velocidad especifica de diseño....65

d) Curva de en contraperalte...68

4.5.2.5. CURVA DE TRANSICIÓN ...69

a) Generalidades ...69

b) Tipos de curvas de transición. ...70

c) Determinación del parámetro para una curva de transición. 71 d) Determinación de la longitud de la curva de transición...72

(12)

f) Parámetros mínimos deseables...76

g) Radios que permiten prescindir de la curva de transición78 4.5.2.6. CURVAS COMPUESTAS ...79

a) Definición...79

b) Casos especiales...79

c) Curva vecinas del mismo sentido. ...80

4.5.2.7. CURVAS CIRCULARES CON CURVAS DE TRANSICIÓN. 81 4.5.2.8. CURVAS DE INFLEXIÓN CURVA EN ¨S¨...81

a) Clotoide ...82

b) Ovoide Doble...82

4.5.2.9. CURVAS DE VUELTA ...82

4.5.2.10.TRANSICIÓN DE PERALTE...84

4.5.2.11.SOBREANCHO ...92

a) Necesidad del Sobreancho ...93

b) Desarrollo del Sobreancho ...94

c) Valores del Sobreancho...95

d) Longitud de transición y desarrollo del Sobreancho ...97

4.5.2.12.VERIFICACIÓN DE LA DISTANCIA DE VISIBILIDAD 100 a) Verificación en planta ...101

b) Verificación de perfiles ...102

c) Banqueta de visibilidad ...104

d) Zona de no adelantar...106

e) Frecuencia de las zonas adecuadas para adelantar...107

4.5.3. DISEÑO GEOMÉTRICO EN PERFIL ...107

(13)

4.5.3.2. CONSIDERACIONES DE DISEÑO. ...108

4.5.3.3. TANGENTES VERTICALES ...109

a) Pendientes mínimas ...110

b) Pendientes máximas...110

c) Pendientes máximas excepcionales ...113

d) Longitud en pendiente...113

e) Carriles adicionales...115

b) Tipos de curvas verticales ...117

c) Longitud de las curvas convexas ...122

d) Longitud de las curvas cóncavas ...126

4.5.4. DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA SECCIÓN TRANBERSAL ...128

4.5.4.1. GENERALIDADES ... 128

4.5.4.2. ELEMENTOS DE LA SECCIÓN TRANBERSAL ...129

4.5.4.3. CALZADA O SUPERFICIE DE RODADURA...133

a) Ancho de calzada en tangente ...133

b) Ancho de tramos en curva ...135

4.5.4.4. BERMAS ...135

a) Ancho de las bermas ...135

b) Inclinación de las bermas ...137

4.5.4.5. BOMBEO...139

4.5.4.6. PERALTE ...140

a) Valores del peralte (máximo y mínimo) ...140

(14)

c) Desarrollo del peralte entre curvas sucesivas...143

4.5.4.7. DERECHO DE VÍA O FAJA DE DOMINIO ...143

b) Ancho y aprobación del derecho de la Vía...144

c) Demarcación y señalización del derecho de vía. ...145

d) Faja de propiedad restringida ...145

4.5.4.8. SEPARADORES... 145

4.5.4.9. TALUDES...146

4.5.4.10.CUNETAS ...153

4.6. COORDINACIÓN DEL TRAZO EN PLANTA Y PERFIL, Y CONSISTENCIA DEL DISEÑO GEOMÉTRICO ...154

4.6.1. COORDINACIÓN DEL TRAZO EN PLANTA Y PERFIL...154

4.6.1.2. CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO... 155

4.6.1.3. CASOS DE COORDINACIÓN DEL TRAZO EN PLANTA Y PERFIL 156 4.6.2. CONSISTENCIA DEL DISEÑO GEOMÉTRICO ...164

4.6.2.2. COMBINACIONES RECOMENDABLES ... 165

4.6.2.3. COMBINACIONES NO RECOMENDABLES...168

V. RESULTADOS Y DISCUSIÓN...170

5.1. DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS GEOMÉTRICOS DE LA CARRETERA CARHUAZ–CHACAS, MEDIANTE EL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO. ...170

(15)

5.1.1.1. TRABAJO DE CAMPO ...170

5.1.1.2. PROCESAMIENTO DE DATOS DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO...171

5.1.2. PARÁMETROS GEOMÉTRICOS DE LA VIA ...171

5.2. DETERMINACIÓN DEL GRADO DE CUMPLIMIENTO DE LA CARRETERA CON LOS PARÁMETROS ESTABLECIDOS EN EL MANUAL DE DISEÑO GEOMETRICO DG–2014. ...182

5.2.1. CRITERIOS Y CONTROLES BÁSICOS DE DISEÑO...182

5.2.2. DETERMINACIÓN DEL GRADO DE CUMPLIMIENTO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE LA VIA...186

5.2.2.1. CALZADA...186

5.2.2.2. BERMAS ...186

5.2.2.3. BOMBEOS...186

5.2.2.4. PERALTE ...187

5.2.3. DETERMINACIÓN DEL GRADO DE CUMPLIMIENTO DE LA PLANTA DE LA VIA...187

a) Radio Mínimo...188

5.2.3.3. SOBREANCHO ...189

5.2.3.4. VISIBILIDAD...189

a) Distancia de Visibilidad de Parada ...189

b) Distancia de Visibilidad de Adelantamiento ...190

(16)

5.2.4.2. PENDIENTE ...192

5.3. PROPUESTA DE CORRECCIONES AL DISEÑO DE LA CARRETERA CARHUAZ–CHACAS, TRAMO KM 0+000 AL KM 9+500. ...192

5.3.1. PROPUESTA DE SOLUCIÓN A NIVEL DE DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA VIA...193

5.3.2. PROPUESTA A NIVEL DE SEÑALIZACIÓN...201

5.3.2.1. SEÑALIZACIÓN VERTICAL...201

5.3.2.2. SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL ...202

5.4. CONTRASTACIÓN DE LA HIPOTESIS...202

VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES...205

6.1. CONCLUSIONES...205

6.2. RECOMENDACIONES...207

(17)

INDICE DE CUADROS

Cuadro N° 1. Técnicas para recopilación de información. ...13

Cuadro N° 2. Características de los tramos en tangente de la Carretera Carhuaz– Chacas ...16

Cuadro N° 3. Características de las curvas circulares de la Carretera Carhuaz -Chacas ...19

Cuadro N° 4 Características de las curvas de vuelta de la Carretera Carhuaz– Chacas. ...22

Cuadro N° 5. Características de las tangentes verticales de la carretera ...23

Cuadro N° 6. Características de las curvas verticales de la carretera. ...25

Cuadro N° 7. Datos básicos de los vehículos de tipo M. ...37

Cuadro N° 8 Radios de giro de Vehículos Ligeros ...38

Cuadro N° 9. Radio de giro de omnibus de 2ejes...39

Cuadro N° 10. Radio de giro de omnibus de 3 ejes...39

Cuadro N° 11 Radio de giro de omnibus de 4 ejes...39

Cuadro N° 12. Radio de giro de omnibus articulado...40

Cuadro N° 13 Radio de giro de Semirremolque simple ...40

Cuadro N° 14. Radio de giro de Remolque simple ...40

Cuadro N° 15. Radio de giro de Semirremolque doble ...41

Cuadro N° 16. Radio de giro de Semirremolque -remolque...41

Cuadro N° 17. Radio de giro de Semirremolque simple ...41

Cuadro N° 18. Rangos de velocidades de diseño en función de la clasificación de la carretera por demanda y orografía. ...43

Cuadro N° 19. Distancia de visibilidad de parada (metros)...45

Cuadro N° 20. Elementos de la distancia de adelantamiento y ejemplos de cálculo 50 Cuadro N° 21. Mínima distancia de adelantamiento para carreteras de dos carriles 51 Cuadro N° 22. Máxima longitud sin visibilidad de paso o adelantamiento...52

Cuadro N° 23. Porcentaje de la carretera con visibilidad adecuada para adelantar .53 Cuadro N° 24. Longitudes mínima de curvas en caso de∆˂ 5º...58

Cuadro N° 25. Deflexiones máximas aceptables sin curvas circulares (Carreteras de tercera clase)...58

Cuadro N° 26. Longitudes de tramos en tangente ...59

(18)

Cuadro N° 28. Fricción transversal máxima en curva ...67

Cuadro N° 29. Relación entre radios mínimos, peraltes máximos y valores de fricción para velocidades especifica ...67

Cuadro N° 30. Radios en contraperalte en vías pavimentadas...68

Cuadro N° 31. Radios mínimos en contraperalte ...69

Cuadro N° 32. Variación de aceleraciones transversales por unidad de tiempo ...71

Cuadro N° 33. Longitud mínima de curvas de transición...73

Cuadro N° 34. Radios circulares limites que permiten prescindir de curvas de transición ...78

Cuadro N° 35. Radios limites que permiten prescindir de curvas de transición en carreteras de 3era clase ...79

Cuadro N° 36. Radio exterior e interiores en curvas de vuelta ...84

Cuadro N° 37. Longitudes mínimas de transición de peralte para carreteras de tercera clase ...85

Cuadro N° 38. Longitudes de transición de peralte según velocidad y posición del eje de peralte para velocidades de 30km/h, anchos de calzada de 6m...86

Cuadro N° 39. Longitudes de transición de peralte según velocidad y posición del eje de peralte para velocidades de 60km/h y anchos de calzada de 6m...86

Cuadro N° 40. Longitudes de transición de peralte según velocidad y posición del eje de peralte para velocidades de 60km/h y anchos de calzada de 7.20m...87

Cuadro N° 41 Longitudes de transición de peralte según velocidad y posición del eje de peralte para velocidades de 80km/h y anchos de calzada de 7.20m. ...87

Cuadro N° 42 Longitudes de transición de peralte según velocidad y posición del eje de peralte para velocidades de 100km/h y anchos de calzada de 7.20m. ...88

Cuadro N° 43. Holgura teórica para vehículos comerciales de 2.60m de ancho (sobreancho) ...93

Cuadro N° 44. Valores de sobreancho en función de L tipo de vehículo de diseño.96 Cuadro N° 45. Factores de sobreancho para anchos de calzada en tangente de 7.20m. ...97

Cuadro N° 46. Distancia mínimas de obstáculos fijos (Banqueta de visibilidad)..106

Cuadro N° 47. Porcentaje de tramos adecuado para adelantar (Frecuencia de adelantamiento) ...107

(19)

Cuadro N° 49. Disminución de velocidad en pendiente. ...114

Cuadro N° 50. Longitud critica en pendiente en tangentes verticales ...115

Cuadro N° 51. Valores del índice K para el cálculo de la longitud de curvas verticales convexas en carreteras de tercera clase ...126

Cuadro N° 52. Ancho mínimo de calzada en tangente ...134

Cuadro N° 53. Calculo del ancho de berma ...136

Cuadro N° 54. Inclinación transversal de la berma ...138

Cuadro N° 55 Valores de bombeo de la calzada ...139

Cuadro N° 56. Valores máximos a partir de los cuales no se necesita peralte...140

Cuadro N° 57. Valores del peralte máximo ...141

Cuadro N° 58. Peralte mínimo ...141

Cuadro N° 59. Ancho mínimo de derecho de via...144

Cuadro N° 60. Secciones transversales típicas en tangente ...148

Cuadro N° 61. Valores referenciales para taludes en corte (Relación H:V)...149

Cuadro N° 65. Taludes referenciales en zonas de relleno (terraplenes) ...153

Cuadro N° 66. Longitudes que evitan el efecto de pérdida de trazado...161

Cuadro N° 67 Longitudes de visibilidad continúa (coordinación del trazo de la via) ...169

Cuadro N° 68. Cuadro de elementos de curvas Circulares en la Carretera Carhuaz– Chacas ...173

Cuadro N° 69. Cuadro de elementos de curvas de vuelta en la carretera Carhuaz -Chacas ...177

Cuadro N° 70. Cuadro de elementos de tangentes verticales Carretera Carhuaz– Chacas ...178

Cuadro N° 71. Cuadro de elementos de alineamiento vertical en la Carretera Carhuaz - Chacas ...180

Cuadro N° 72. Resumen Índice Medio Diario Anual (I.M.D.A.) por Dirección y Tipo de Vehículo (Tramo Carhuaz - Shilla)...183

Cuadro N° 73. Clasificación Vehicular Carretera: Carhuaz–Chacas (Tramo Carhuaz - Shilla). ...185

Cuadro N° 74. Condiciones de cumplimiento de Ancho de calzada. ...186

Cuadro N° 75. Condición de Cumplimiento de ancho de Bermas ...186

Cuadro N° 76. Condición de Cumplimiento de Bombeos ...187

(20)

Cuadro N° 78. Condición de Cumplimiento de Longitudes Mínimas y Máxima de Tramos en Tangente...188 Cuadro N°79. Condición de Cumplimiento de Radios Mínimos...188 Cuadro N° 80. Condición de Cumplimiento de Sobreancho ...189 Cuadro N° 81. Condición de Cumplimiento de Distancias de Visibilidad de Parada en Curvas...189 Cuadro N° 82. Condición de Cumplimiento de Distancias de Visibilidad de

Adelantamiento en Planta ...190 Cuadro N° 83. Necesidad de Curvas Verticales en la Carretera ...190 Cuadro N° 84. Cumplimiento de Distancias de Visibilidad de Parada en Curvas Convexas ...191 Cuadro N° 85. Condición de Cumplimiento de Distancias de Visibilidad de

Adelantamiento en Curvas Convexas ...191 Cuadro N° 86. Condición de Cumplimiento de Distancias de Visibilidad de Parada en Curvas Cóncavas...192 Cuadro N° 87. Condición de Cumplimiento de Pendientes ...192 Cuadro N° 88. Cuadro de Elementos de Curva circulares en la carretera Carhuaz–

Chacas (Propuesta). ...194 Cuadro N° 89. Cuadro de Elementos de Curva de vuelta en la carretera Carhuaz–

Chacas (Propuesta). ...196 Cuadro N° 90. Cuadro de Elementos de tangentes verticales en la carretera Carhuaz

–Chacas (Propuesta)...197

Cuadro N° 91. Cuadro de Elementos de Curvas verticales en la carretera Carhuaz–

(21)

INDICE DE GRÁFICOS

Grafico N° 1. Elementos en una Carretera...28

Grafico N° 2. Vistas en Planta de la carretera Carhuaz–Chacas (Tramo Carhuaz– Shilla). ...29

Grafico N° 3. Vehículo Ligero ...35

Grafico N° 4. Vehículo pesado...36

Grafico N° 5 Calculo de la distancia de visibilidad de parada...46

Grafico N° 6. Representación de la distancia de visibilidad de adelantamiento ...47

Grafico N° 7. Distancia de visibilidad de paso ...54

Grafico N° 8. Simbología de curvas circulares ...61

Grafico N° 9. Relación entre peralte, radio y velocidad en áreas urbanas...65

Grafico N° 10. Relación entre peralte, radio y velocidad en zona rural tipo 1,2 o 3 ...65

Grafico N° 11. Relación entre peralte, radio y velocidad en zona rural tipo 3 o 4 ...66

Grafico N° 12. Relación entre peralte, radio y velocidad en zona rural con peligro de hielo...66

Grafico N° 13. Elementos de curva de transición–circular...75

Grafico N° 14. Configuración recomendable para curvas compuestas en el mismo sentido ...80

Grafico N° 15. Configuración recomendable para curvas compuestas en S...80

Grafico N° 16. Configuración recomendable para curvas compuestas ovoide u ovoide doble ...81

Grafico N° 17. Ilustración de elementos de curva de vuelta...83

Grafico N° 18. Diagrama de bombeo con 2 pendientes en secciones transversales .89 Grafico N° 19. Diagrama de bombeo con una pendiente en sentido contrario a la sección tranbersal...89

Grafico N° 20. Diagrama de bombeo con pendiente única en sentido contrario al peralte de la sección. ...89

Grafico N° 21. Diagrama del desvanecimiento de bombeo y transición de peralte sin curva de transición. ...90

Grafico N° 22. Transición de peralte en S con curva de transición...91

(22)

Grafico N° 24. Distribución del Sobreancho en los sectores de transición y circular ...99 Grafico N° 25. Determinación grafica de distancia de visibilidad en curvas circulares ...101 Grafico N° 26. Verificación grafica distancia de visibilidad en perfil en curvas convexas...104 Grafico N° 27. Determinación del ancho de banqueta de visibilidad...105 Grafico N° 28. Determinación del despeje en curvas (Banqueta de visibilidad) ...105 Grafico N° 29. Tangente vertical...110 Grafico N° 30. Tipos de curvas cóncavas y convexas ...118 Grafico N° 31. Tipos de curvas verticales asimétricas y simétricas...118 Grafico N° 32. Elementos de curvas verticales simétricas ...119 Grafico N° 33. Elementos de curvas verticales asimétricas...120 Grafico N° 34. Longitud mínima de curvas verticales convexas con distancia de visibilidad de parada ...123 Grafico N° 35. Relación entre velocidad de diseño, diferencia algebraica de

pendientes y distancia de visibilidad de parada de curva convexas. ...124 Grafico N° 36. Longitud mínima de curva vertical convexa con distancia de

visibilidad de paso. ...125 Grafico N° 37. Longitudes mínimas de curvas verticales cóncavas...127 Grafico N° 38. Relación entre velocidad de diseño, diferencia algebraica de

pendientes y distancia de visibilidad de parada de curva convexas. ...127 Grafico N° 39. Sección transversal tipo media ladera para una autopista en tangente

(23)

Grafico N° 48. Elementos del trazo en planta y su perspectiva ...158 Grafico N° 49. Elementos del trazado en perfil y su perspectiva...159 Grafico N° 50. Relación entre los elementos de diseño y puntos de inflexión en planta y perfil...160 Grafico N° 51. Situaciones de pérdida de trazo ...161 Grafico N° 52. Coordinación del trazo en planta y perfil en estructuras. ...163 Grafico N° 53. Coordinación del trazo y perfil con el entorno de la carretera: muros

(24)

ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo A. CONTEO DE TRÁNSITO Y CLASIFICACIÓN VEHICULAR. A1. Flujo Vehicular Total según el Peaje de Catac, 2017–2018…..212

A2. Fichas de Conteo de Tránsito………...213

A3. Índice Medio Diario Anual (I.M.D.A.) por Dirección y Tipo de Vehículo (Tramo Carhuaz - Shilla)………....227

A4. Resumen índice medio diario anual (I.M.D.A.) por dirección y tipo

de vehículo………...229

A5. Clasificación vehicular carretera: Carhuaz–Chacas, Tramo

Carhuaz–Shilla.………...……...230

A6. Trafico normal proyectado (Tramo Carhuaz–Shilla).……...231

Anexo B. PARÁMETROS GEOMÉTRICOS DE LA VIA SEGÚN DG-2014. B1. Cálculo de Factores de Diseño………...…...…...233

Anexo C. EVALUACIÓN DEL DISEÑO GEOMÉTRICO.

C1. Cuadro de elementos de curva circulares en la carretera Carhuaz–

Chacas..………...…...…...239

C2. Cuadro de elementos de curva de vuelta carretera en la Carhuaz–

Chacas..………...…...…...243

C3. Cuadro de elementos de tangentes verticales Carretera en la Carhuaz–Chacas..…………... ………...…...…...244

C4. Cuadro de elementos de alineamiento vertical en la Carretera Carhuaz–Chacas...…………....………...…...…...246

C5. Evaluación del Alineamiento Horizontal (curvas circulares)…...248

C6. Evaluación del Alineamiento Horizontal (curvas de vuelta)…...260

C7. Evaluación del Alineamiento Vertical - Tramos Tangentes…...263

C8. Evaluación del Alineamiento Vertical - Curvas Verticales…...265

Anexo D. PROPUESTA Y EVALUACIÓN AL DISEÑO GEOMÉTRICO. D1. Cuadro de Elementos de Curva circulares en la carretera Carhuaz–

Chacas (Propuesta). ..…………....…………..………...…...…...270

D2. Cuadro de Elementos de Curva de vuelta en la carretera Carhuaz–

(25)

D3. Cuadro de Elementos de Curvas verticales en la carretera Carhuaz

–Chacas (Propuesta). ....…………....……..………...…...…...273

D4. Cuadro de Elementos de Curvas verticales en la carretera Carhuaz

–Chacas (Propuesta)...…………....…………..………...…...275

D5. Evaluación de la propuesta del Alineamiento Horizontal (Curvas circulares). ...…………....………..……...…...…...277

D6. Evaluación de la propuesta del Alineamiento Horizontal (curvas vuelta). ...…………....……….……..………...…...283

D7. Evaluación de la propuesta del Alineamiento Vertical - Tramos Tangentes...………..…....…………..………...…...286

D8. Evaluación de la propuesta del Alineamiento Vertical - Curvas Verticales...………..…....…………..………...…...288

Anexo E. RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN DE LA PROPUESTA AL DISEÑO GEOMÉTRICO.

E1. Ancho de bermas - propuesta de mejora...……..…...…...…...293

E2. Bombeos - propuesta de mejora...…..….…..…...…...…...294

E3. Peraltes - propuesta de mejora...…..….…..…...……....…...295

E4. Tramos en tangente - propuesta de mejora...…..….…..…...296

E5. Radios mínimos - propuesta de mejora...…..….… …..…...297

E6. Sobreanchos - propuesta de mejora...…..…...….……..…...298

E7. Distancia de visibilidad de paso - propuesta de mejora...299 E8. Distancia de visibilidad de adelantamiento - propuesta de mejora....

... ... ... ... ... ... ... ... ...300 E9. Clasificación curvas verticales - propuesta de mejora...301 E10. Necesidad de curvas verticales - propuesta de mejora...302 E11. Distancia de visibilidad de parada en curvas convexas - propuesta

de mejora...……….303

E12. Distancia de visibilidad de parada en curvas cóncavas - propuesta de mejora...……….304

E13. Pendientes en tramos tangentes - propuesta de mejora...

(26)

Anexo F. PANEL FOTOGRÁFICO...………..…….307

Anexo G. PLANOS EVALUACIÓN DE DISEÑO GEOMETRICO

• Plano Clave (PC-01) • Secciones Típicas (ST-01) • Evaluación

Planta y Perfil Longitudinal Km 0+000–km 0+250 (PP-01)

(27)

(28)

Anexo H. PLANOS DE PROPUESTA DE MEJORA DEL DISEÑO GEOMETRICO

Sección típica (SP-01)

(29)

Planta y Perfil Longitudinal Km 9+250–km 9+395(PP-76)

Anexo I. PLANOS DE PROPUESTA DE SEÑALIZACIÓN

Planta y Perfil Longitudinal Km 0+000–km 0+250 (SÑ-01)

(30)

(31)

(32)

INTRODUCCIÓN

La presente investigación está basada en la evaluación del diseño geométrico de la carretera Carhuaz – Chacas, en el tramo entre el Km 0+000 al Km 9+500, para

determinar las características de seguridad de la vía, por medio de la determinación de los parámetros geométricos de la misma determinándose así, las condiciones de seguridad y comodidad para los usuarios.

La seguridad vial es la premisa básica en un diseño vial, por lo que el MTC a través de sus diversas normas de carreteras establece rangos de factores de diseño geométrico para vías urbanas y rurales; que deben brindar todas las condiciones de seguridad; debido a que en algunos puntos la norma es rígida no es posible cumplir con lo normado, ya que las condiciones y topografía de cada lugar son variables; más aún en la zonas en las que se presenta una topografía ondulada, por lo cual la mayoría de diseños viales adoptan factores de diseño fuera de los rangos de la norma; basados en el criterio y experiencia de cada proyectista. Para evaluar las características geométricas de la vía se utilizó el Manual de Diseño Geométrico DG–2014, evaluando de manera detallada las características

geométricas de la vía, a partir de lo cual se realizó uno de los objetivos específicos de la vía y se hizo una propuesta de mejora de esta.

En la actualidad la vía forma parte de la ruta AN – 107, es una carretera

(33)

CAPITULO I

I. PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN

1.1. SITUACIÓN DEL PROBLEMA

La carretera Carhuaz - Chacas, parte de la denominada Vía Olímpica, es una carretera departamental asfaltada que atraviesa las provincias de Carhuaz, Asunción y Carlos Fermín Fitzcarrald en el departamento de Ancash.

La vía recorre la zona central del Parque Nacional Huascarán circundando los nevados Huascarán, Chopicalqui, Contrayerbas, Punta Olímpica y Ulta, haciendo posible la unión del Callejón de Huaylas y la Sierra Oriental de Áncash mediante el Túnel Punta Olímpica de 1.4 km que atraviesa la Cordillera Blanca en el macizo Ulta a 4732 msnm. (wikipedia, 2017).

El asfaltado de la Carretera Carhuaz–Chacas–San Luis, considerado como una

de las carreteras más costosas del Perú, dio inicio en Abril del 2011 y finalizó en Agosto del 2013. La Empresa Constructora Odebrecht Infraestructura participó de la rehabilitación, mejoramiento y construcción de 100 km de carretera asfaltada, promoviendo el desarrollo e integración vial de las poblaciones de los callejones de Huaylas y los Conchucos, beneficiando a 200 mil personas entre pobladores y turistas. (wikipedia, 2017).

(34)

interrelación apropiada con el entorno. En este sentido, se observa que la carretera Carhuaz-Chacas que es una carretera de tercera clase, que en el pavimentado de la misma, realizado por la empresa Odebrecht entre los años 2011 y 2013, y en las diferentes obras de ampliación y mejoramiento de la misma no ha sido modificada sustancialmente en su geometría, manteniéndose en casi todo su recorrido el trazo inicial desde su construcción, notándose en la actualidad que existen puntos críticos que requieren ser revisados y mejorados para que la carretera permita una operación eficiente y segura de los vehículos que operan sobre ella.

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

1.2.1.PROBLEMA GENERAL.

¿CUÁL ES EL GRADO DE CUMPLIMIENTO DEL DISEÑO GEOMÉTRICO DE LA CARRETERA CARHUAZ - CHACAS, TRAMO KM 0+000 AL KM 9+500, con los parámetros establecidos por el manual de diseño Geométrico DG-2014?

1.2.2.PROBLEMAS ESPECÍFICOS.

• ¿Al realizar el levantamiento topográfico se podrán determinar los

parámetros geométricos de la Carretera CARHUAZ - CHACAS, TRAMO KM 0+000 AL KM 9+500?

• ¿Cuál será el grado de cumplimiento de los parámetros geométricos de

la carretera con los estándares del Manual de Diseño Geométrico DG-2014?

• ¿De qué manera se logrará que el diseño geométrico de la carretera

Carhuaz – Chacas, Tramo km 0+000 al km 9+500, cumpla con los

estándares establecidos por el Manual de Diseño Geométrico DG-2014? 1.3. JUSTIFICACIÓN

(35)

específicos como las actuales, siendo estas rutas en su mayoría inseguras y generando numerosos accidentes de tránsito. Esta premisa conlleva a que se deba revisar los diseños actuales a través de evaluaciones y compararlos con la normatividad vigente de carreteras del Ministerio de Transportes y Comunicaciones como es el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras DG-2014, con el propósito de identificar las falencias y plantear las alternativas de solución al diseño geométrico que permitan mejorar su nivel de servicio desde el punto de vista de la seguridad y el confort.

Con la evaluación de Diseño Geométrico de la Carretera Carhuaz – Shilla se

presenta la oportunidad de dar un avance cualitativo en cuanto a infraestructura representa el hecho de tener un sistema vial en la medida de lo posible eficiente y seguro.

Considerando lo anterior se justifica la elaboración de la evaluación de Diseño Geométrico del tramo Carhuaz–Shilla de la Carretera Carhuaz – Chacas–San

Luis, para lo cual se espera adoptar las especificaciones geométricas que estén a la vanguardia dentro de los requerimientos técnicos, lo que nos permitirá que la evaluación del diseño geométrico de la carretera otorgue información e identifique los elementos críticos para sus solución posterior.

Así mismo este trabajo de investigación busca ofrecer a futuros estudiantes un material de consulta que les permita conocer los parámetros geométricos a utilizar al realizar el diseño de una carretera, sobre todo en zonas rurales con características topográficas, hidráulicas e hidrológicas críticas.

1.4. HIPOTESIS Y VARIABLES.

1.4.1.HIPOTESIS

1.4.1.1. HIPOTESIS GENERAL

(36)

1.4.1.2. HIPOTESIS ESPECÍFICAS

• Con la realización del levantamiento topográfico se podrán

obtendrán los parámetros geométricos suficientes para la evaluación de la Carretera CARHUAZ - CHACAS, TRAMO KM 0+000 AL KM 9+500?

• Los parámetros geométricos de la carretera Carhuaz – Chacas,

Tramo km 0+000 al km 9+500, cumple parcialmente con los estándares establecidos por el Manual de Diseño Geométrico DG-2014.

• Al realizar las correcciones en el diseño geométrico de la carretera

Carhuaz– Chacas, Tramo km 0+000 al km 9+500, esta cumplirá

con los estándares establecidos por el Manual de Diseño Geométrico DG-2014.

1.5. VARIABLES

1.5.1.VARIABLE INDEPENDIENTE:

Características geométricas de la carretera Carhuaz - Chacas, Tramo Km 0+000 al Km 9+500.

1.5.2.VARIABLE DEPENDIENTE:

Grado de cumplimiento de la carretera Carhuaz - Chacas, Tramo Km 0+000 al Km 9+500 con los estándares establecidos en el Manual de Diseño Geométrico DG-2014.

1.6. OBJETIVOS

1.6.1.OBJETIVO GENERAL.

(37)

1.6.2.OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Realizar el Levantamiento Topográfico de la Carretera Carhuaz –

Chacas, Tramo km 0+000 al km 9+500, para determinar los parámetros geométricos existentes.

• Determinar el grado de cumplimiento de los parámetros geométrico de

la Carretera Carhuaz–Chacas, Tramo km 0+000 al km 9+500, con los

estándares establecidos en Manual de Diseño Geométrico DG-2014

• Proponer las correcciones necesarias al diseño de la Carretera Carhuaz

–Chacas, Tramo km 0+000 al km 9+500.

1.7. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS

Según el Glosario de Términos de Uso Frecuente en Proyectos de Infraestructura Vial del ministerio de transportes y comunicaciones (MTC) se pueden definir los siguientes términos:

Bombeo: Inclinación transversal que se construye en las zonas en tangente a cada lado del eje de la plataforma y de una carretera con la finalidad de facilitar el drenaje lateral de la vía.

Camino: Vía terrestre para el tránsito de vehículos motorizados y no motorizados, peatones y animales, con excepción de las vías férreas.

Carretera:Camino para el tránsito de vehículos motorizados, de por lo menos dos ejes, con características geométricas definidas de acuerdo a las normas técnicas vigentes en el Ministerio de Transportes y Comunicaciones.

Curva Horizontal: Curva circular que une los tramos rectos de un camino o carretera en el plano horizontal.

Curva Vertical: Curva en elevación que enlaza dos rasantes con diferente pendiente.

Carril:Parte de la calzada destinada a la circulación de una fila de vehículos en un mismo sentido de tránsito.

(38)

Diseño Geométrico:Es la combinación de los elementos físicos: alineamientos horizontales y verticales, distancias de visibilidad, peralte, ancho de carril, etc. Geométricamente una carretera queda definida por el trazado de su eje en planta y por la hechura ante el perfil.

Dispositivos de control de tránsito: Señales, marcas, semáforos y dispositivos auxiliares que tienen la función de facilitar al conductor la observancia estricta de las reglas que gobiernan la circulación vehicular, tanto en caminos como en las calles de la ciudad.

Distancia de adelantamiento: Distancia necesaria para que, en condicione de seguridad, un vehículo pueda adelantar a otro que circula a menor velocidad, en presencia de un tercero que circula en sentido opuesto. En el caso más general es suma de las distancias recorridas durante la maniobra de adelantamiento propiamente dicha, la maniobra de reincorporación a su carril delante del vehículo adelantado, y la distancia recorrida por el vehículo que circula en sentido opuesto.

Distancia de parada: Distancia total recorrida por un vehículo obligado a detenerse tan rápidamente como le sea posible, medida desde su situación en el momento de aparecer el objeto u obstáculo que motiva la detención. Comprende la distancia recorrida durante los tiempos de percepción, reacción y frenado. Distancia de visibilidad de adelantamiento: Distancia mínima de visibilidad necesaria para que en condiciones de seguridad un vehículo pueda adelantar a otro.

Distancia de visibilidad de parada: Distancia mínima que necesita ver el conductor de un vehículo, delante de su vehículo, para detenerlo al observar un obstáculo ubicado en su carril, para evitar impactarlo.

Índice medio diario anual (IMDA): Es el volumen promedio del tránsito de vehículos en ambos sentidos durante 24 horas de una muestra vehicular (conteo vehicular), para un período anual y corregido con factores de estacionalidad. Red vial: Conjunto de carreteras que pertenecen a la misma clasificación funcional (Nacional, Departamental o Regional y Vecinal o Rural).

(39)

Sección transversal: Representación gráfica de una sección del camino en forma transversal al eje y a distancias específicas.

Seguridad vial:Conjunto de acciones orientadas a prevenir o evitar los riesgos de accidentes de los usuarios de las vías y reducir los impactos sociales negativos por causa de la accidentalidad.

Sistema nacional de carreteras (SINAC): Es el conjunto de carreteras conformantes de la Red Vial Nacional, Red Vial Departamental o Regional y Red Vial Vecinal o Rural.

Sobreancho: Ancho adicional de la superficie de rodadura o calzada de la vía, en los tramos en curva para compensar el mayor espacio requerido por los vehículos.

Tramo:Parte continúa de una carretera.

Tramos homogéneos:Son aquellos que el diseñador identifica a lo largo de una Carretera, a los que por las condiciones orográficas, se les asigna una misma velocidad de diseño. Por lo general, una carretera tiene varios tramos homogéneos.

Transitabilidad: Nivel de servicio de la infraestructura vial que asegura un estado tal de la misma que permite un flujo vehicular regular durante un determinado periodo

Tránsito:Actividad de personas y vehículos que circulan por una vía.

Velocidad Directriz:Es la máxima velocidad de diseño que podrá mantenerse con seguridad en una sección determinada de la carretera.

Velocidad de Operación:Es la velocidad máxima a la que pueden circular los vehículos en un determinado tramo de una carretera, sin sobrepasar la velocidad de diseño de tramo homogéneo.

Vía: Camino, arteria o calle. 1.8. ANTECEDENTES

1.8.1.ANTECEDENTES DEL PROYECTO

(40)

mediante faenas comunales. Años después, a partir de 1930 se estudió la continuación de la carretera hasta la ciudad de Carhuaz .

Posteriormente la construcción de la trocha quedó postergada durante casi 40 años hasta el terremoto de Áncash de 1970, cuyas consecuencias nefastas propiciaron el apoyo económico del gobierno central e internacional con la rehabilitación y construcción de vías entre 1970 y 1975. Los trabajos se dividieron en dos frentes geográficos: el San Luis-Chacas que culminó en 1971, y el de Luis-Chacas-Carhuaz, que inició en 1976 siendo la ruta fue completada en 1984 con un túnel de 80 metros a 4850 msnm.

Las gestiones para el asfaltado de la ruta datan desde el año 1999, cuando un reducido grupo de ciudadanos residentes en Lima y Áncash, apoyados por la municipalidad de Chacas y el sacerdote Ugo de Censi, formaron el comité «Pro-túnel Punta Olímpica» con la finalidad de encargar sólo los estudios de viabilidad del paso trasandino con una carretera afirmada hasta San Luis mantenida mensualmente con el apoyo del gobierno central y el gobierno regional. Sin embargo, en el 2003 completaron el proyecto planeando que la vía sea asfaltada y financiada totalmente por el gobierno regional de Áncash.

En el año 2010 se inició el proyecto: “REHABILITACIÓN Y

MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA CALLEJÓN DE HUAYLAS–

CHACAS – SAN LUIS”, el cual fue Ejecutado Por la Empresa

(41)

CAPITULO II

II. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

2.1. PERSPECTIVA METODOLÓGICA Y TIPO DE INVESTIGACIÓN

2.1.1.PERSPECTIVA METODOLÓGICA

La presente investigación se orienta a realizar una evaluación del diseño geométrico de la carretera existente, para lo cual se toma como norma de comparación el Manual de Diseño Geométrico DG-2014, con el propósito de demostrar el cumplimiento de los parámetros de diseño geométrico de acuerdo con la normatividad vigente de nuestro país.

(42)

2.1.2.ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN.

El enfoque de la investigación es de tipo MIXTO, cuantitativo porque se realizó la medición de los parámetros existentes en la carretera y cualitativo porque luego de la medición se realizó la calificación de cada uno de estos parámetros.

2.1.3.ORIENTACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

La orientación de la investigación será APLICADA, debido a que se aplicara las normas de diseño geométrico vigente para analizar la carretera Carhuaz- Chacas, tramo del Km 0+000 al Km 9+500.

2.1.4.TIPO DE INVESTIGACIÓN.

El diseño de investigación que se ha utilizado en el presente estudio es del tipo CORRELACIONAL, ya que la investigación está centrada en la evaluación de los parámetros existentes en la carretera con el Manual de Diseño Geométrico DG 2014.

2.1.5.DISEÑO DE INVESTIGACIÓN

El diseño de la presente investigación estuvo acorde con el estudio NO EXPERIMENTAL – TRANSVERSAL, No Experimental ya que se

observó los parámetros geométricos de la carretera, para luego compararlos con el Manual de Diseño Geométrico DG 2014, y Transversal debido a que los datos se tomaron en un punto del tiempo.

2.2. LIMITES DE INVESTIGACIÓN

La presente investigación estuvo limitada a realizar únicamente la evaluación del diseño geométrico de la carretera Carhuaz – Chacas (ruta AN-107), tramo km

(43)

2.3. CONTEXTO Y UNIDAD DE ANÁLISIS, POBLACIÓN Y MUESTRA.

2.3.1.CONTEXTO

La Carretera Carhuaz - Chacas, oficialmente Ruta departamental AN-107, es una carretera asfaltada que recorre las provincias de Carhuaz, Asunción y Carlos Fermín Fitzcarrald, y que beneficia de manera indirecta a las provincias de Huari, Mariscal Luzuriaga y Pomabamba en el departamento de Áncash. Esta vía circunda los nevados Huascarán, Chopicalqui, Contrayerbas, Poroquingua y Ulta, haciendo posible la unión del Callejón de Huaylas y la Sierra Oriental de Ancash mediante el Túnel Punta Olímpica de 1.4 km que atraviesa el macizo Ulta a 4732 msnm, este paso se ubica dentro del "sector de las mil curvas", de 26 km. que se caracteriza por tener en su recorrido a 46 curvas en U (180°).

La carretera inicia su recorrido en la intersección con la Carretera Longitudinal de la Sierra PE-3N en la ciudad de Carhuaz a 2640 msnm, hace su ascenso por la margen del río Uco hasta el poblado de Shilla ubicado en el kilómetro 10, a 3030 msnm, existiendo un tramo de 2 km sin asfalto debido a la negativa de los pobladores de ceder sus terrenos; luego ingresa a la quebrada Ulta, ubicada en el Parque Nacional Huascarán recorriéndola por la falda sur del nevado Huascarán hasta llegar al ascenso del sector de las mil curvas a 3940 msnm. El ascenso comprende un margen altitudinal de 700 metros recorrido por la falda de los nevados Ulta y Poroquingua hasta llegar al Túnel Punta Olímpica ubicado en el kilómetro 48, a 4734 msnm (con 1.3 kilómetros de longitud es el túnel vehicular a mayor altitud del mundo y el de mayor longitud del Perú). (wikipedia, 2017).

2.3.2.POBLACIÓN

Carretera Carhuaz–Chacas (Ruta departamental AN-107)

2.3.3.MUESTRA

Carretera Carhuaz – Chacas tramo comprendido entre el Km 0+000 al

(44)

2.4. PLAN DE RECOLECCIÓN, PROCESAMIENTO, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LA INFORMACIÓN.

El plan se desarrolla en dos fases. Primera Fase:

Se recopila y acumula datos sobre el tramo de la Carretera Carhuaz– Chacas en

estudio.

Consintiendo en:

• Se seleccionaron las técnicas y elaboraron instrumentos para toma de datos

(Fichas técnicas para el Conteo de Tráfico y Levantamiento Topográfico).

• Se realizó el levantamiento topográfico y conteo de tráfico en la via, además

de identificar las características de la via tales como obras de arte terraplenes y accidentes geológicos.

Segunda Fase:

Comprende el procesamiento y análisis de los datos:

• Se determinó todos los parámetros de diseño geométricos de la via que

posteriormente fueron evaluados con el manual de diseño geometrico DG. 2014.

• Se realizaron las correcciones necesarias sobre la via para que esta cumpla

con los estándares exigidos en el manual de diseño geometrico DG-2014. A. Fuentes de Recolección de Información.

• Fuentes Primarias.

Se considera como fuentes primarias el carretera CARHUAZ – CHACASentre las Progresiva Km 0+000 al Km 9+500.

• Fuentes Secundarias.

La investigación se sustenta con información y literatura relacionada con el tema; así como la interpretación y aplicación de la Norma vigente en el Perú (Manual de diseño Geométrico DG-2014)

B. Técnicas de Recolección de Información. Análisis Documental

(45)

Observación de Campo

Con el objeto de hacer un análisis de la situación en que se encuentra el área en estudio, se diseñaron guías de observación y fichas técnicas que permitieron investigar el estado actual del sistema vial.

Las técnicas a utilizar son los siguientes instrumentos: Cuadro N° 1. Técnicas para recopilación de información.

Instrumentos

Fichas Técnicas Levantamiento Topográfico

Fotografía Observación de Campo

Técnicas

1

Fuente: Elaboración propia C. Procesamiento de Información.

• Procesamiento de Datos tomados en el Conteo de Tráfico.- Los datos

tomados en el Conteo de Tráfico se procesaron mediante Hojas de Cálculo, y se hallará el IMDA; el cual nos servirá para clasificar la carretera y determinar los parámetros a de evaluación según el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (DG-2014); también nos permitirá conocer la importancia de la vía en la sección considerada al clasificarla de acuerdo a la demanda.

• Procesamiento de Datos del Levantamiento Topográfico.- Los datos

se procesarán de la siguiente manera:

 Se procesaron los datos del levantamiento topográfico con el software Civil 3D para obtener planos en planta y perfil longitudinal del tramo en estudio.

 En los planos se identifican el eje actual de la Carretera; así como el Perfil Longitudinal existente.

D. Análisis e interpretación de la información.

Luego de procesar los datos se contrasta la información obtenida del tramo en estudio con los parámetros de diseño en planta, perfil y sección transversal establecida en la Norma de Diseño Geométrico DG-2014, para poder determinar el cumplimiento o no del diseño geométrico actual de la carretera.

(46)

CAPITULO III

III. DESCRIPCIÓN DE LA CARRETERA CARHUAZ–CHACAS

3.1. GENERALIDADES

La Carretera Huaraz - Chacas, forma parte de la ruta AN-107, recorre las provincias de Carhuaz, Asunción y Carlos Fermín Fitzcarrald, en el departamento de Ancash.

La vía recorre la zona central del Parque Nacional Huascarán circundando los nevados Huascarán, Chopicalqui, Contrayerbas, Punta Olímpica y Ulta, haciendo posible la unión del Callejón de Huaylas y la Sierra Oriental de Ancash mediante el Túnel Punta Olímpica de 1.4 km que atraviesa la Cordillera Blanca. El inicio de su construcción como trocha carrozable se remonta a la década de 1920, durante el gobierno de Augusto B. Leguía, cuando se planeó que sólo comunicara el centro poblado minero de Pompey-Huallin con la ciudad de Chacas. Entre 1921 y 1930, un tramo de poco más de 5 km fue construido mediante faenas comunales. Años después, a partir de 1930 se estudió la continuación de la carretera hasta la ciudad de Carhuaz por lo que en 1939 se conformó una comisión de jóvenes chacasinos encargada de explorar la posible ruta del proyecto.

(47)

geográficos: el San Luis-Chacas que culminó en 1971, y el de Chacas-Carhuaz, que inició en 1976. Se realizaron faenas comunales con ayuda de dos tractores enviados desde Huaraz. Finalmente, la ruta fue completada en 1984 con un túnel de 80 metros a 4850 msnm.

El asfaltado y la construcción del túnel se iniciaron en abril de 2011 y fueron culminados e inaugurados en octubre de 2013.

Esta vía de forma parte de la red vial regional del departamento de Ancash; siendo la ruta la siguiente:

Se inicia en la intersección con la Avenida Camino Real en la ciudad de Carhuaz a 2640 msnm, hace su ascenso por la margen del río Uco hasta el poblado de Shilla ubicado en el kilómetro 9.5, a 3030 msnm, luego ingresa a la quebrada Ulta, ubicada en el Parque Nacional Huascarán recorriéndola por la falda sur del nevado Huascarán hasta llegar al ascenso del sector de las mil curvas a 3940 msnm. El ascenso comprende un margen altitudinal de 700 metros recorrido por la falda de los nevados Ulta y Poroquingua hasta llegar al Túnel Punta Olímpica ubicado en el kiómetro 48, a 4734 msnm. Ya en el lado oriental de la Cordillera Blanca, las curvas muy cerradas continúan rodeando las lagunas Belaúnde, Cancaragá, Torococha y Yanarraju culminando su recorrido en esta última con un total de 46 curvas en U en 27 km. La carretera recorre la quebrada Potaca de oeste a este rodeando siguiendo el curso del río Potaca, atravesando al límite del Parque Nacional Huascarán en el kilómetro 63 a 3 650 msnm, para continuar el recorrido hacia el centro poblado de Huallin en el kilómetro 68 y posteriormente a la ciudad de Chacas (km 72) ubicada a 3 360 msnm.

UBICACIÓN DEL PROYECTO a) Ubicación Geográfica

Ciudad de Carhuaz : Sur 8973017 m

(Coordenadas UTM) : Este 18209270 m

Ciudad de Shilla : Sur 8978508 m

(Coordenadas UTM) : Este 18211644 m

b) Ubicación Política

Departamento : Ancash

(48)

3.2. DESCRIPCIÓN DEL TRAZO DE LA VÍA

3.2.1.DESCRIPCIÓN DEL TRAZO EN PLANTA

La carretera tiene una longitud de 9.5 km, inicia en la intersección de la Av. La Merced y Calle Amazonas en la Ciudad de Carhuaz y culmina en el Km 9+500, a la entrada de la ciudad de Shilla. Además, consta de 80 curvas circulares y 18 curvas de vuelta.

3.2.1.1. TRAMOS EN TANGENTE

La vía cuenta con 99 tramos en tangente, los cuales se mencionan a continuación:

Cuadro N° 2. Características de los tramos en tangente de la Carretera Carhuaz–

Chacas

. Tramo INICIO FIN LONG. (m)

L1 0+00.000 0+252.604 252.604

L2 0+292.577 0+358.384 65.807

L3 0+332.460 0+457.351 124.891

L4 0+470.144 0+515.214 45.07

L5 0+494.081 0+629.926 135.845

L6 0+639.157 0+682.327 43.17

L7 0+666.191 0+792.382 126.191

L8 0+802.012 0+850.661 48.649

L9 0+835.404 0+959.555 124.151

L10 0+994.484 1+133.535 139.051

L11 1+124.336 1+351.471 227.135

L12 1+259.829 1+319.567 59.738

L13 1+294.632 1+449.908 155.276

L14 1+461.590 1+516.220 54.63

L15 1+508.793 1+588.084 79.291

L16 1+602.364 1+674.648 72.284

L17 1+655.786 1+803.112 147.326

L18 1+818.183 1+866.635 48.452

L19 1+838.744 2+048.853 210.109

L20 2+059.833 2+105.934 46.101

L21 2+099.383 2+172.566 73.183

L22 2+182.943 2+220.483 37.54

(49)

. Tramo INICIO FIN LONG._(m)

L24 2+462.476 2+666.845 204.369

L25 2+650.333 2+776.385 126.052

L26 2+828.643 2+940.762 112.119

L27 2+904.770 3+030.076 125.306

L28 3+053.982 3+119.842 65.86

L29 3+103.952 3+198.302 94.35

L30 3+206.533 3+255.016 48.483

L31 3+238.102 3+335.904 97.802

L32 3+359.353 3+506.912 147.559

L33 3+459.252 3+624.181 164.929

L34 3+635.515 3+694.560 59.045

L35 3+684.389 3+812.032 127.643

L36 3+869.604 3+910.747 41.143

L37 3+896.209 4+022.023 125.814

L38 4+073.266 4+131.120 57.854

L39 4+122.825 4+189.419 66.594

L40 4+197.851 4+262.190 64.339

L41 4+223.782 4+394.554 170.772

L42 4+417.543 4+485.825 68.282

L43 4+476.744 4+553.897 77.153

L44 4+572.655 4+686.588 113.933

L45 4+638.878 4+804.795 165.917

L46 4+818.810 4+861.480 42.67

L47 4+850.373 4+970.206 119.833

L48 4+993.145 5+039.661 46.516

L49 5+023.432 5+121.097 97.665

L50 5+132.036 5+177.533 45.497

L51 5+170.320 5+251.002 80.682

L52 5+266.919 5+298.120 31.201

L53 5+279.235 5+421.827 142.592

L54 5+449.639 5+509.926 60.287

L55 5+497.352 5+573.816 76.464

L56 5+596.341 5+679.721 83.38

L57 5+664.308 5+733.755 69.447

L58 5+743.158 5+813.739 70.581

L59 5+788.181 5+934.004 145.823

(50)

L61 6+002.369 6+070.554 68.185

L62 6+087.875 6+250.323 162.448

L63 6+225.233 6+331.308 106.075

L64 6+378.234 6+506.484 128.25

L65 6+493.510 6+633.574 140.064

L66 6+666.413 6+696.488 30.075

L67 6+674.330 6+791.170 116.84

L68 6+808.079 6+851.133 43.054

L69 6+839.300 6+904.420 65.12

L70 6+920.720 6+959.181 38.461

L71 6+937.487 7+053.447 115.96

L72 7+067.321 7+100.205 32.884

L73 7+093.249 7+146.443 53.194

L74 7+162.922 7+210.358 47.436

L75 7+205.383 7+260.900 55.517

L76 7+268.657 7+354.503 85.846

L77 7+339.807 7+437.408 97.601

L78 7+460.539 7+495.509 34.97

L79 7+484.979 7+605.166 120.187

L80 7+619.704 7+746.311 126.607

L81 7+723.864 7+821.674 97.81

L82 7+838.420 7+972.165 133.745

L83 7+960.713 8+102.834 142.121

L84 8+131.311 8+189.756 58.445

L85 8+167.327 8+241.074 73.747

L86 8+254.056 8+308.432 54.376

L87 8+276.421 8+383.316 106.895

L88 8+397.505 8+432.956 35.451

L89 8+419.248 8+640.422 221.174

L90 8+651.691 8+680.994 29.303

L91 8+673.659 8+778.224 104.565

L92 8+786.321 8+865.770 79.449

L93 8+842.591 8+954.822 112.231

L94 8+973.166 9+052.554 79.388

L95 9+052.554 9+118.903 66.349

L96 9+127.814 9+210.251 82.437

(51)

L98 9+327.204 9+443.319 116.115

L99 9+429.365 9+500.000 70.635

Fuente y Elaboración: Propia

3.2.1.2. CURVAS CIRCULARES

La vía cuenta con 79 curvas circulares, 18 curvas de vuelta, además de una deflexión, las cuales se presentan a continuación:

Cuadro N° 3. Características de las curvas circulares de la Carretera Carhuaz - Chacas

N° PI Sent. Deflexión_{(Δ )} Radio_(m) Longitud_{de Curva} P.I. P.C. P.T.

INC. 0+00.000

(52)

(53)

(54)

22 Cuadro N° 4 Características de las curvas de vuelta de la Carretera Carhuaz–Chacas.

N° PI Sent. Deflexión_{(Δ )}

Radio Interior

(m)

Radio Exterio

r (m) Tangente

Longitud

(55)

3.2.2.DESCRIPCIÓN DEL TRAZO EN PERFIL LONGITUDINAL

La topografía de la carretera es de tipo accidentada, la misma que inicia en la ciudad de Carhuaz con una elevación de 2644.59, y termina en la ciudad de Shilla con una elevación de 3023.04 msnm.

3.2.2.1. TRAMOS EN TANGENTE

La vía cuenta con 44 tramos en tangente verticales, se mencionan a continuación:

Cuadro N° 5. Características de las tangentes verticales de la carretera

TANGENTE

Nª PI PT LONG. ELEV.INIC FINAL.ELEV.

(56)

TANGENTE

Nª PI PT LONG. ELEV.INIC FINAL.ELEV.

27 5+680.00 5+740.00 60 2843.92 2845.11 28 5+820.00 5+870.00 50 2847.93 2850.48 29 5+950.00 6+000.00 50 2856.04 2860.44

30 6+080.00 6+160.00 80 2864.83 6160

31 6+240.00 6+560.00 320 2869.48 2885.82 32 6+640.00 6+700.00 60 2889.8 2892.7 33 6+780.00 6+820.00 40 2896.64 2898.64 34 6+900.00 6+980.00 80 2901.93 2904.51 35 7+060.00 7+070.00 10 2908.22 2908.83 36 7+130.00 7+720.00 590 2912.01 2938.97 37 7+780.00 7+850.00 70 2941.47 2944.11 38 7+910.00 7+990.00 80 2946.66 2950.46 39 8+050.00 8+060.00 10 2956.16 2957.58 40 8+120.00 8+310.00 190 2962.12 2963.79 41 8+310.00 8+710.00 400 2963.79 2982.21 42 8+770.00 8+940.00 170 2985.35 2995.31 43 9+020.00 9+150.00 130 2999.21 3004.28 44 9+210.00 9+460.00 250 3007.21 3021.87 Fuente y Elaboración: Propia

3.2.2.2. CURVAS VERTICALES

(57)

25 Cuadro N° 6. Características de las curvas verticales de la carretera.

N° PI Tipo I1 (%) I2 (%) Lc (m) PCv PIv PTv Cota Elv_(msnm)

1 Cóncava -1.03% 6.05% 100.0 0+130.00 0+180.00 0+230.00 2644.590

2 Convexa 6.05% 3.55% 80.0 0+260.00 0+300.00 0+340.00 2651.850

3 Cóncava 3.55% 5.46% 100.0 0+450.00 0+500.00 0+550.00 2658.960

4 Convexa 5.46% -0.94% 200.0 0+640.00 0+740.00 0+840.00 2672.060

5 Cóncava -0.94% 3.87% 240.0 0+880.00 0+1000.00 0+1120.00 2669.630

6 Convexa 3.87% 2.14% 80.0 0+1210.00 0+1250.00 0+1290.00 2679.300

7 Cóncava 2.14% 4.65% 80.0 0+1360.00 0+1400.00 0+1440.00 2682.510

8 Cóncava 4.65% 5.64% 80.0 0+1720.00 0+1760.00 0+1800.00 2699.250

9 Convexa 5.64% 0.71% 200.0 0+1820.00 0+1920.00 0+2020.00 2708.280

10 Cóncava 0.71% 5.93% 240.0 0+2160.00 0+2280.00 0+2400.00 2710.830

11 Convexa 5.93% 4.88% 80.0 0+2500.00 0+2540.00 0+2580.00 2726.240

12 Defleccion 4.88% 5.48% 0.0 0+2730.00 0+2730.00 0+2730.00 2735.510

13 Convexa 5.48% 4.30% 80.0 0+3280.00 0+3320.00 0+3360.00 2767.870

14 Cóncava 4.30% 5.28% 80.0 0+3440.00 0+3480.00 0+3520.00 2774.750

15 Convexa 5.28% 2.47% 80.0 0+3680.00 0+3720.00 0+3760.00 2787.430

16 Cóncava 2.47% 5.38% 80.0 0+3810.00 0+3850.00 0+3890.00 2790.640

17 Convexa 5.38% 0.75% 80.0 0+3920.00 0+3960.00 0+4000.00 2796.560

18 Cóncava 0.75% 4.33% 80.0 0+4040.00 0+4080.00 0+4120.00 2797.460

19 Convexa 4.33% -3.63% 80.0 0+4180.00 0+4220.00 0+4260.00 2802.500

20 Cóncava -3.63% -1.58% 60.0 0+4260.00 0+4290.00 0+4320.00 2800.970

21 Cóncava -1.58% 2.47% 60.0 0+4350.00 0+4380.00 0+4410.00 2799.550

22 Convexa 2.47% 1.15% 60.0 0+4610.00 0+4640.00 0+4670.00 2805.970