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Forma del Alineamiento en 3-D CE 5720 Lecture 13.1 Spring 2014 Norman W. Garrick

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Forma del Alineamiento en 3-D

CE 5720Lecture 13.1Spring 2014

Norman W. Garrick

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Un factor en el diseño de los alineamienos horizontales es determinar el adecuado radio

mínimo de curva

I-95 East Lyme

Rmin !

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I-95 East Lyme

R versus Rmin

R1 > Rmin

R2 > Rmin

R3 > Rmin

R4 > Rmin

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New York Thruway

Igual VD que I-95, Igual Rmin

R1 > Rmin

R2 > Rmin

R3 > Rmin

R4 > Rmin

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Rmin no es el factor principal para determinar

el carácter del alineamiento. Para

cualquier dado Rmin, el proyectista tiene un gran

margen de discreción para determinar la forma del

alineamiento.

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¿Dónde Ponemos el Alineamiento?

A menudo, en las zonas rurales el control principal factor de control es ajustar el alineamiento a las forma del terreno natural y evitar los obstáculos

Norman W. Garrick

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¿Dónde Ponemos el Alineamiento?

En las zonas urbanas las reglas son diferentes. A menudo el factor de control principal es alinear las calles nuevas a la red vial existente; o, en el caso de zona urbana nueva, crear una red nueva coherente.

Norman W. Garrick

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The Blue Ridge ParkwayAjuste del Alineamiento

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The Lower Long Walk, Trinity College, Hartford

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¿Cuáles son las Reglas para Diseñar el Alineamiento?

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Continuidad del Alineamiento

En el diseño vial, no necesariamente la forma sigue a la función. En cambio, a veces lo contrario es cierto - la función sigue a la forma. El proyectista debe ser conciente de los factores que afectan la apariencia de su diseño y debe esforzarse por incorporar estos factores en el diseño.

Una consideración fundamental es la necesidad de asegurar la continuidad del alineamiento

La continuidad es deseable porque un alineamiento continuo:

• Se ajusta a la trayectoria de los vehículos (promueve la seguridad)

• Se ajusta al paisaje natural (promueve la estética y la economía)

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What is a Continuity Alignment?

Un alineamiento continuo debe parecer suave, fluyendo libremente sin quiebres o roturas obvias al ojo, tener elementos que parezcan ser parte de piezas totales, no individuales.

(Esto es cierto para caminos de alta velocidad; para caminos de baja velocidad este regla podría no ser tan esencial o incluso deseable.)

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Obtención de un Alineamiento Continuo

La continuidad se refiere a la forma 3-D general del camino.

El camino podría ser continuo en el alineamiento horizontal pero discontinuo en general debido a falta de coordinación entre los alineamientos horizontal y vertical.

Para obtener continuidad se debe considerar1. Continuidad del Alineamiento Horizontal2. Continuidad del Alineamiento Vertical 3. Coordinación planialtimétrica

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Continuity of Horizontal Alignment

El alineamiento horizontal puede constar de rectas, curvas espirales y circulares.

La continuidad global depende de la • Continuidad de Forma – cómo los varios

elementos se ajustan entre sí• Continuidad de Escala – la escala relativa

de los varios elementos

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Continuidad de FormaAlineamiento Horizontal

La forma se refiere a cómo se combinan los elementos (rectas y curvas) del alineamiento.

Dos asuntos principales• 1.    Discontinuidad en el punto donde una recta se

conecta a una curva circular • 2.    La secuencia de los elementos

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El punto de contacto parece como una imprevista rotura en

la trayectoria (arriba).

La curva espiral quita esta discontinuidad (abajo)

Discontinuidad Recta-Curva

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Continuidad de Sequencia de Elementos Horizontales

El alineamiento debe ser continuo en términos de las relaciones entre elementos sucesivos.

 Por ejemplo, una recta no debe ponerse entre dos curvas del

mismo sentido (curva espalda quebrada), como en la Chicana Voladora de Leones, RN9.

• Una curva simple no debe ser significativamente más cerrada que otras en una dada sección del camino – esto se refiere como la coherencia del alineamiento.

Por ejemplo: si en una ciudad se usan curvas significativamente cerradas, entonces debe haber un cambio gradual desde las curvas suaves a las más cerradas en el centro de la ciudad

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Continuidad de EscalaAlineamiento Horizontal

Escala – se refiere a la longitud relativa de los diferentes elementosDos temas principales por considerar:1.    Longitud de la curva 2.    Relación de recta a curva

Longitud de curva deseableLas curvas cortas resultan en un alineamiento discontinuo – parecen como quiebres

en el alineamiento En las autopistas veloces, el foco del ojo está a 300 a 600 m. Las curvas debieran

ser por lo menos de esa longitud para ser visualmente significativas.El rango recomendado deseable para autopistas esL = 450 a 1600 m

Si la velocidad deseada es de 65 km/h o menor, entonces podría ser apropiada una L más próxima al Lmin.

Relación de Recta a CurvaDiseño más común – larga recta a corta curva

Por ejemplo en Merritt – alineamiento 80% en rectaEsto resulta en un alineamiento discontinuo donde cada elementos parece estar

separado.

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Alineamiento Curvilíneo

Un diseño opcional es una recta corta a una curva larga – Alineamiento Plantilla

Ejemplo: GS Parkway donde solo alrededor del 20% del alineamiento es rectilíneo.

Esto resulta en un alineamiento visualmente continuo en el cual la recta parecer ser parte de una curva compuesta continua. 

Una dificultad con este diseño es incorporar las curvas espirales cuando la recta es tan corta. Merritt Parkway – Recta Larga, Curvas Cortas

Lo contrario de un alineamiento curvilíneo.

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Alineamiento Curvilíneo

La segunda opción de diseño es un Alineamiento Curvilíneo

Las curvas largas, abiertas (simples o compuestas) conectadas por una espiral larga.

Dos tercios de la longitud total debe estar en la curva circular.

Este tipo de alineamiento requiere en enfoque diferente para ajustar el alineamiento.

El camio se ubica sobre la base de arcos circulares tan largos y abiertos como fuere práctico y se conectan con una espiral de transición.

Se recomienda usar rectas en ciudades o en zonas de terreno plano donde pudieran ajustarse mejor que curvas abiertas.

Atlantic Road, Norway

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1/R

Progresivas

Representación1/R

El diagrama1/R es una herramienta visual y numérica para evaluar la continuidad del alineamiento horizontal 

Rectas – Representación como ceroCurvas – Representación como líneas horizontales

Espirales – Representación como líneas rectas inclinadas

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Alineamiento Vertical

Desde un punto de vista estético, uno de los objetivos del diseño de un alineamiento es obtener un alineamiento continuo. La continuidad es deseable de modo que el camino se ajuste al terreno, no haya aspectos desagradables y presente una trayectoria fácil de seguir.

Para obtener continuidad se consideran dos elementos diferentes• 1.    Continuidad de Forma• 2.    Continuidad de Escala  Continuidad de Forma Para las curvas verticales, la continuidad de forma no es un problema. No

hay quiebres repentinos en la pendiente en los puntos PC or PT porque la curva parabólica provee una gradual transición de la pendiente.

Continuidad de EscalaLa continuidad de escala se relaciona con las longitudes relativas de

rectas y curvas.

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Coordinación de Alineamientos Vertical y Horizontal

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Coordinación de Alineamientos Vertical y Horizontal

La continuidad en planta y perfil no garantiza la continuidad general del alineamiento en 3-D

Los alineamientos vertical y horizontal deben diseñarse para estar en sincronía uno con otro.

Dos temas principales para la coordinación1.    Escala relativa de los elementos verticales y horizontales 2.    Ubicación relativa de las curvas horizontales y verticales  

Reglas Generales para una Coordinación AdecuadaLas curvas de los alineamientos vertical y horizontal deben ser de alrededor la

misma longitud.  Las curvas horizontales y verticales no deben comenzar en el mismo punto. La

curva horizontal debe preceder y ser más larga.

Generalmente las curvas horizontal y vertical deben coincidir en la ubicación de los vértices. Un corrimiento de hasta un cuarto de fase es OK. Un corrimiento de media fase es indeseable (parece un quiebre en el alineamiento)

 

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1/R

Progresivas

Buena Coordinación de Curvas Verticales y Horizontales

Curvas Verticales