El Diseño Geométrico es consiste en situar el trazado de una carretera o calle en el terreno. Los condicionantes para situar una carretera sobre la superficie son muchos, entre ellos la topografía del terreno, la histología o factores sociales y urbanísticos.
El primer paso para el correcto trazado es la realización de un levantamiento topográfico georreferenciado para conocer el estado actual del terreno y poder determinar el corredor donde podría situarse el trazado de la vía.
La geometría queda determinada en las 3 direcciones del espacio y queda fijada mediante 3 planos:
- La planta donde se fijan las alineaciones horizontales
- El perfil longitudinal donde se fijan las alineaciones verticales
- El perfil transversal donde se fijan los peraltes, el bombeo y la inclinación transversal de la rasante.
Diseño en planta
Las alineaciones horizontales o alineaciones en planta (visto desde el punto de vista superior) son de tres tipos:
- La alineación recta: Es una línea recta. Es la alineación más deseada, con buena visibilidad e ideal para carreteras que requieren amplios tramos de adelantamiento. A pesar de esto se ha demostrado que los conductores tienden a perder la concentración en tramos muy largos por lo que tienen que ser combinadas con otros tipos de alineaciones. La normativa impone una limitación máxima para la longitud de las rectas que equivale a la longitud que recorre un vehículo a la velocidad máxima de la carretera durante 60 segundos, y una longitud mínima de recta de 10 segundos.
- La alineación curva o circular: Las curvas de una carretera son circulares o sectores de circunferencia. Cuanto mayor sea el radio mayor será la velocidad que puedan alcanzar los vehículos al paso por curva.
- La alineación de transición: la clotoide es la curva que va variando de radio según avanzamos de longitud. Las clotoides se intercalan entre las alineaciones rectas y las alineaciones curvas para permitir una transición gradual de curvatura. Todos los vehículos desarrollan una clotoide cuando van girando su eje director disminuyendo o aumentando la curvatura que describen. Las clotoides también permiten cambiar el peralte en su recorrido lo que posibilita que los vehículos no tengan que frenar antes de entrar en una curva.
Diseño en vertical
Las alineaciones verticales son de dos tipos:
- Alineaciones rectas verticales
- Acuerdos verticales que son parabólicas que unen alineaciones rectas. La razón de usar parábolas es que son las curvas de acuerdo que permiten una mayor visibilidad según se avanza en la carretera. Los acuerdos verticales son de dos tipos:
- Acuerdos convexos: Aquellos cuyo punto más elevado se encuentra en el centro. Se estudia para permitir que el vehículo tenga siempre visibilidad de una distancia por delante de él que le permita frenar con seguridad. En carreteras de grandes velocidades estos acuerdos deben permitir visualizar un obstáculo a centenares de metros.
- Acuerdos cóncavos: Aquellos con la cavidad en el centro o cuyo punto más bajo se encuentra en el centro. Sus dimensiones y características se estudian para que permita una correcta visibilidad en condiciones nocturnas.
Características de los acuerdos verticales
Los acuerdos verticales vienen definidos por dos parámetros (y uno tercero dependiente):
- θ: Que es la diferencia de inclinación entre las dos alineaciones rectas que unen el acuerdo. (tanto por uno)
- Kv: Que es el radio de la circunferencia osculatriz a la parábola. (m)
- L: Siendo la longitud total del acuerdo (m)
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