Examenes Pasados Carreteras Sem 1-09.doc 5xx4n

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CIV 3323 (CARRETERAS I) PRIMER EXAMEN PARCIAL

1.- ¿A que se refiere los factores operacionales, en las características de las carreteras? 2.- Indicar las características fundamentales de un camino colector. 3.- ¿Que significan los proyectos de rehabilitación y que actividades se efectúan? 4.- ¿Qué características importantes tiene la resistencia por pendiente? 5.- ¿Cuales son las variables que influyen en la resistencia por inercia y cuales son sus características? 6.- ¿Qué variables son las más importantes para la corrección de la potencia del motor por temperatura? 7.- ¿Qué es la velocidad específica y que importancia tiene en el diseño de carreteras? 8.- ¿Qué es la capacidad de una carretera o camino? 9.- ¿Que significa Niveles de Servicio? 10.- ¿Qué significa el nivel de servicio C y D de una carretera? 11.- Determinar la longitud de rampa para un camión de 80 HP de potencia, cuyo peso del vehículo es de 120008kg). Para la población de Cotagaita cuya elevación es de 2350 m.s.n.m. La velocidad de ingres es de 80 (km/hr), la velocidad de proyecto de 65 (km/hr) y una pendiente máxima de -5.5%. 12.- Determinar la resistencia por aire, para un ómnibus de dimensiones: ancho 260 (cm) y una altura de 350 (cm). La velocidad del vehículo es de 70 (km/hr) y la densidad del aire de 0.0000010 (kg/cm3) a 10 ºC y 700 mmhg. 13.- Determinar la distancia mínima de visibilidad de cruce, para la condición de intersección de intersección con señal de PARE en la vía secundaria para un ómnibus, cuya velocidad e la vía principal es de 15(/s); además la misma tiene cuatro carriles de 3.15 (m) cada uno.

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RESPUESTAS 1.- ¿A que se refiere los factores operacionales, en las características de las carreteras? R.- Se relacionan con el servicio para el cual la carretera debe ser proyectada, en armonía con las políticas oficiales como son: funciones, volumen y características del transito inicial y futura, velocidad de operación, seguridad para el y la comunidad, lugar dentro de la jerarquización del sistema vial, relación con otras vías y con la propiedad adyacente. 2.- Indicar las características fundamentales de un camino colector. R.- Son caminos que sirven para tránsitos de mediana y corta distancia, a los cuales acceden numerosos caminos locales o de desarrollo. El servicio al transito de paso a la propiedad colindante tiene una importancia similar. Podrán circular por ellos toda clase de vehículos motorizados. En zonas densamente pobladas de deberán habilitar carriles auxiliares destinadas a la construcción de ciclovías. 3.- ¿Que significan los proyectos de rehabilitación y que actividades se efectúan? Actividades que tienen por objeto reconstruir o recuperar las condiciones iniciales de la vía de manera que se cumplen las especificaciones técnicas con que fue diseñada. Comprende, entre otras, las actividades de:  Construcción de obras de drenaje  Recuperación de terraplén o capa de rodadura  Reconstrucción de sub-base y/o base y/o capa de rodadura  Obra de estabilizacion 4.- ¿Qué características importantes tiene la resistencia por pendiente? La resistencia por pendiente se presenta solo cuando esta en ascenso, en sentido contrario se convierte en fuerza motriz. Se calcula por: El primer sumando expresa la resistencia propiamente dicha que provoca la rampa; mientras que el segundo responde a una disminución del efecto resistente a la rodadura en horizontal, debido a la disminución del peso del vehículo sobre la calzada.

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5.- ¿Cuales son las variables que influyen en la resistencia por inercia y cuales son sus características? R.- La resistencia por inercia se calcula a partir de la siguiente relación:

Siendo: Rj = Resistencia por inercia [Kg] a = aceleración del vehículo [m/ ] p = Peso del vehículo en [Ton] g = Aceleración de la gravedad [m/ ] La aceleración en 1 [m/ ] = 3.6, siendo que la aceleración de un vehiculo liviano es de 0.15, mediano 0.075 y los pesados 0.055 [m/ ]. 6.- ¿Qué variables son las más importantes para la corrección de la potencia del motor por temperatura? La única variable que se considera en la corrección por temperatura es la misma temperatura observada; pero en todo caso se recomienda usar la ley de temperatura normal: Donde: H=Altitud [m] , a dicha altura. 7.- ¿Qué es la velocidad específica y que importancia tiene en el diseño de carreteras? Es la máxima velocidad a la cual se puede circular por un elemento del trazado geométrico, considerado individual mente en condiciones de seguridad y comodidad, encontrándose el pavimento húmedo, los neumáticas en buen estado y sin que existan condiciones meteorológicas del transito, del estado del pavimento del entorno de la vía, que impongan limitaciones a la velocidad. La velocidad específica se aplica a los elementos curvos de la planta. 8.- ¿Qué es la capacidad de una carretera o camino? Se define como la intensidad máxima de vehículos que pueden pasar por una seccion de camino bajo las condiciones prevalentes de transito y del camino. Normalmente se expresa como un volumen horario, cuyo valor no se puede sobrepasar a no ser que las condiciones prevalentes cambien. CIV-3323 3

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Como valores de referencia máximos absolutos se cita a continuación la capacidad en condiciones ideales, que corresponde a caminos para transito bidireccional o semidireccional expresado en términos de intensidad.  Camino bidimensional de dos carriles: 2800 – Vehiculos livianos/hora (Total ambos carriles).  Camino unidireccional con al menos dos carriles para transito en el mismo sentido: 2200 vehículos livianos/hora (por carril). 9.- ¿Que significa Niveles de Servicio? R.- Cuando el volumen de transito es del orden de aquel coincidente ala capacidad de la carretera, las condiciones de operación son malas, aun cuando el transito y el camino presentan características ideales. Estas condiciones de operación deficientes afectan a la totalidad de los s y la continuidad de flujo es inestable pudiendo en cualquier momento interrumpirse, pasando de un flujo máximo a un flujo cero, durante el periodo de detención. Cuando se pierde la situación de equilibrio límite, que implica operar a capacidad, y se suceden las interrupciones del flujo, se habla de un flujo forzado que corresponde a lo que el describe como “trancadera”. La demanda máxima que permite un cierto nivel o calidad de servicio es lo que se define como volumen de servicio. La metodología desarrollada por el TBR define cuatro niveles de servicio (A, B, C y D) que permitan condiciones de operación sugerir a las antes descritas. Cuando la carretera opera a capacidad se habla de nivel E y cuando se tiene un flujo forzado se le denomina nivel F. Cuantitativamente, los niveles de servicio se establecen a partir de la intensidad/capacidad (I/C) y el porcentaje de tempo demorado. 10.- ¿Qué significa el nivel de servicio C y D de una carretera? R.- NIVEL “C”: Representa aun la condición de flujo estable, pero las velocidades y l maniobrabilidad están íntimamente controladas por los altos volúmenes de transito. La mayoría de los conductores no pueden seccionar su propia velocidad. La velocidad de operación posible debe ser igual a mayor de 83[km/hr]. La razón I/C puede alcanzar el valor de 0.43 (1200 Veh/hora), y el tiempo demorado es inferior al 60%. NIVEL “D”: Representa el principio de flujo inestable, con volúmenes del orden, aunque algo menores, que los correspondientes a la capacidad del camino. Los conductores tienen poca libertad para maniobrare, poca comodidad en el manejo, pero estas pueden tolerarse por cortos períodos de tiempo. La velocidad de operación fluctúa alrededor de 80 [km/hr]. La razón (I/C) puede alcanzar el valor de 0.64 (1800 Veh/hr), y el tiempo demorado no supera el 75%. CIV-3323 4

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11.- Determinar la longitud de rampa para un camión de 80 HP de potencia, cuyo peso del vehículo es de 120008kg). Para la población de Cotagaita cuya elevación es de 2350 m.s.n.m. La velocidad de ingres es de 80 (km/hr), la velocidad de proyecto de 65 (km/hr) y una pendiente máxima de -5.5%. R.Lugar o Elevación Factor de Valor de la Relación región corrección altura y Potencia Peso/Potencia temperatura motor Cotagaita 2350 0.7753 62.024 193.47

Ingresamos a la tabla 6.1 con la temperatura hallada e interpolamos hasta encontrar el valor del factor de corrección total.

Interpolando x, y, z. Con ayuda de los ábacos de Firey-Petherson encontramos las long. de rampa para cada una de las potencias establecidas. Relación peso /potencia 91 136 181

Long. (m.) 220 240 260

Con los tres puntos graficamos la curva Rel. Peso/potencia vs Long. Rampa

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12.- Determinar la resistencia por aire, para un ómnibus de dimensiones: ancho 260 (cm) y una altura de 350 (cm). La velocidad del vehículo es de 70 (km/hr) y la densidad del aire de 0.0000010 (kg/cm3) a 10 ºC y 700 mmhg. R.-Se puede determinar Cx = Coef. de forma, Tabla Nº5.1 ómnibus o camión 0.70 – 0.90 tomamos Cx = 0.80

13.- Determinar la distancia mínima de visibilidad de cruce, para la condición de intersección de intersección con señal de PARE en la vía secundaria para un ómnibus, cuya velocidad e la vía principal es de 15(/s); además la misma tiene cuatro carriles de 3.15 (m) cada uno. R.- Se determina a partir de:

D = 3.0 [m] W=12.6 [m] L= 10.0 [m]

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SEGUNDO EXAMEN PARCIAL 1: diseñar y replantear lacurva de transicion horizontal (clotoide) para los siguientes datos: Vd=85 (Km/hr) ; Prog P.I=4+957 ; ∆=56º I ; b=2.5(%) ; a=7.0 (m) (dos carriles) ; Cu=20 (m)

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SOLUCION 1: Calculo dela longitud “Le” a)de acuerdo ala variacion de la aceleracion centrifuga.

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b)longitud minima dela espiral de acuerdo ala transicion de peralte

c) Longitud minima por percepcion:

d) longitud minima por ESTETICA: Por losresultados obtenidos se adopta como longitud de espiral

2: GRADO DE CURVATURA

3:DEFLEXION DE LA ESPIRAL “

4:DEFLEXION DELA CURVA CIRCULAR: 5:LONGITUD DE LA CURVA CIRCULAR:

6:COORDENADAS CARTESIANAS DEL E.C Y C.E ,DE LA CURVA

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7:COORDENADAS DEL P.C DE LA CURVA CIRCULAR:

8: SUBTANGENTE “STe”

9: TANGENTE LARGA Y CORTA.

10: CUERDA LARGA:

11: ANGULODE LA CUERDA “фe”

12: CALCULO DE PROGRESIVAS. T.E.=P.I-STe=(4+957)-168.22 T.E.=4+788.78 E.C.=T.E.+Le=(4+845.92)+57.14 E.C.=5+044.96 C.E.=C.E+Lc=(4+845.92)+199.04 C.E=5+044.96 E.T=E.C+Le=(5+044.96)+57.14 E.T=5+102.10 13:REPLANTEO DE LA :Tramo T.E Progresiva

Cuerda s

T.E=4+788,7 8 800 820 CIV-3323 10

11,22 20

(espiral)

L

L^2

K

0

0

0º0'0''

11,22 31,22

125,8884 974,6884

" "

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θº=KL^ Ф'=(θ/3 Angulo de 2 )-Z Replanteo 0º0'0'' 0º00'00'' 0º14'27 0º04'49 '' '' 259º55'11'' 1º51'52 0º37'17 359º22'43''

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840 E.C=4+845, 92

20

51,22

5,92

57,14

2623,488 4 3264,979 6

'' '' 5º01'06 1º40'22 '' '' 358º19'38'' 6º14'43 2º04'54 '' '' 357º55'06'' фc=2º05'1 e=20'' 4''

" "

Tramo E.C – C.E ( curva circular )

Progresiva

Cuerda Unitaria

E.C=4+845,92 4+860 4+880 4+900 4+920 4+940 4+960 4+980 5+00 5+020 5+040 C.E=5+044,96

14,08 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 4,960

Deflecion Deflexion Angulo de Unitaria Acumulada Replanteo

1º32'20'' 2º11'10'' " " " " " " " 0º32'32''

1º32'20'' 3º43'30 5º54'40'' 8º05'50'' 10º17'00'' 12º28'10' 14º19'20'' 16º50'30' 19º01'40'' 21º12'50' 21º45'22''

Tramo E.T – C.E Espiral) progresiva E.T=5+102,10 5+100 5+080 5+060 C.E=5+044,96 CIV-3323 11

Cuerda

L

2,10 20,00 20,00 15,04

0,00 2,10 22,10 42,10 57,14

L^2

K

4,41 488,41 1772,41 3264,98

0º00'00'' " " " "

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θ=KL^2

∆ Izquierda Angulo de ф=(θ/3)-z Replanteo

0º00'30'' 00º00'10'' 0º56'03'' 0º18'41'' 3º23'25'' 1º07'48'' 6º14'43'' 2º04'54''

0º00'10'' 0º17'38'' 1º04'00'' 2º04'54''

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e=20''

2: Se debe diseñar la transición de peralte sobre una curva circular para la siguiente información : ∆=20º D ; R=200 (m) ; b=2(%) ; Elevacion del eje alfinal del bombeo normal =3500.00(m.s.n.m.) ; pendiente longitudinal del eje de la via -4.5(%) ; ancho dela calzada = 7.30 (m) (dos carriles) transición 60% en recta . calcular: a) La longitud de transición y aplanamiento b) Si el tercio central de la curva con el peralte completo “e max ” tiene unalongitud mayor que Ls/30 c) La elevación del borde interno y externo ;16 (m) antes del I.C

a) Longitud de transición y aplanamiento - Sabemos que R=200(m) correjiendo aun radio minimo por lo que

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Se asume una Vp=76 (Km/hr) y un peralte -El valor de m= ? Para

e max =7.7(%)

Long de transición “ ”

b) Chequeo del tercio central de la curva. - Longitud den la curva Ls.

-

Longitud de la curva consumida en transición :

40% del lado P.C y 40 % del lado P.T , para un total del 80% del

Longitud de la curva con todo el peralte del 7.7% 43.238=26.575 (m)

Ls-0.8Lt=69.813-

Puede observarse que con todio elperalte tiene una longitud de 26.575 mayor que la tercera parte de la longitud de la curva que es 23.271 (m) c) Cota del B.I y B.E ,16 (m) antes del P.C. N+X+16=0.60Lt 14.038+X+16=0.60*54.048 CIV-3323 13

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X=2.391(m)

3: Diseñar y replantear una curva vertical simetrica convexa aplicando el método de orden ;para los siguientes datos : Vd=75(Km/hr); prog P.I.V =6+022; Elev P.I.V. =4155.80 ; S1=+3.2(%) ; S2=1.8(%) Cu=10(m)

1:calululo de la longitud “L”

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2:Calculo de progresivas :

3:Calculo de elevaciones

4:Replanteo de la curva:

Elevacion Razante I.C.V=6+002 4155,16 6+012 4155,48 Progresiva

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d

d^2

0,5

0,25

K=(a/10*D) Y=K*d^2 0,07 0,07

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-0,02

Elevacion curva 4155,16 4155,46

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P.I.V=6+022 6+032 F.C.V=6+042

4155,8 4155,98 4156,16

1 0,5 -

1 0,25 -

0,07 0,07 0,07

-0,07 -0,02 -

4155,73 4155,96 4155,16

EXAMEN FINAL 1:con los datos del croquis y adjuntos diseñar y replantear las curvas circulares simples: Prog A = 0+000 ; Prog B = 0+000 ;

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1

CALCULO DE ∆1 :

2 CALCULO DE ∆2 :

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3 DETERMINACION DE RADIOS.-

4 . CALCULO DE TANGENTES :

5:VERIFICACION DE DISTANCIAS:

Las distancias nos de muestran que No existe afinidad de progresivas pero para la solución del problema nos asumimos : Prog I.C.1 = 0+000 y Prog I.C.2 = 0+00 6: CALCULO DE LONGITUDES DE LA CURVA:

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2. Para el esquema dela figura adjunta sobre la vertical del PIV debe existir una haltura o galibo de 5.0 (m) entre la razante inferior y el peso superior Calcular: a) La longitud de la curva vertical simetrica cóncava que cumplen esta condición b) Las elevaciones de la rasante en las progresiva 0+530 y 0+630

SOLUCION

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b=5.0 + Ev

; Pero b=c

;

esto es:

b)Las elevaciones en las progresivas 0+530 y 0+630 - Las progresivas (0+530 y 0+630 ) salen del rango de la longitud de la curva ; por lo que las progresivas de la longitud de la curva ; por lo que las progresivas caen sobre la rasante fuera de la curva

2 Con los datos de la siguiente tabla , determinar : a) Calculo y dibujo progresiva cubicacion (m^3) corte (+) relleno (-) masas 2+620 b) Determinar los 65.0 relleno tomando 2+640 193.0 longitud libre de (m) 2+660 47.0 89.0 2+680 147.0 2+700 261.0 2+720 55.0 148.0 2+740 225.0 CIV-3323 carreteras I 20 2+760 168.0 2+780 95.0

del diagrama de volúmenes de corte y muy en cuenta que la transporte es de 40

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progresiva 2+620 2+640 2+660 2+680 2+700 2+720 2+740 2+760 2+780 2+800

cubicacion (m^3) factor terraplenes cubicacion ordenada corte (+) relleno (-) reduccion corregidos acumulada 1mm=10m^3 0,00 0,00 65,00 86,45 193,00 -86,45 -8,60 256,69 47,00 -343,14 -34,30 89,00 62,51 -316,65 -31,70 147,00 -169,65 -17,00 261,00 25% 91,35 9,10 55,00 148,00 196,84 -50,49 -5,00 225,00 299,25 -349,74 -35,00 168,00 223,44 -573,18 -57,30 95,00 -478,18 -47,80

CURVA DE DIAGRAMA DE MASAS

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INTERPRETACION DEL MOVIMIENTO DE TIERRAS 1: De la Prog 2+620 al +650 , se necesita material de préstamo (terraplenado) V1=240 m^3 2 : De la Prog 2+650 al +690 , existe compensación para un volumen V2=100 m^3 3 : De la Prog 2+690 al +705 , material en exceso V3=120 m^3 4 : De la Prog 2+705 al +745 , existe compensación para un volumen de V4=210 m^3 5 : De la Prog 2+745 al +768 , se necesita material de préstamo (terraplanado ) V5=360 m^3 6 : De la Prog 2+768 al +800 , existe compensación para un volumen V6=100 m^3

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