Diseño Espacial en Carreteras
La visión del conductor de la carretera y su entorno influye en su experiencia de manejo. Las condiciones ideales se dan cuando la visión de la carretera es dinámicamente estable y su recorrido predecible. La perspectiva principal del conductor es la plataforma, vista desde sus ojos.
Las Calzadas
Definición: Una calzada es una banda material y geométricamente definida, con una superficie que soporta el tránsito vehicular, permitiendo desplazamientos cómodos y seguros.
Composición: Está formada por dos o más pistas. Cada pista es una división de la calzada que acomoda una fila de vehículos en un sentido.
Tipos de Pistas Especiales:
- Pistas lentas
- Pistas de trenzado
- Pistas de cambios de velocidad (todas unidireccionales)
Bombeos
Las calzadas deben tener una inclinación transversal mínima o bombeo para evacuar las aguas superficiales. El bombeo depende del tipo de superficie de rodadura y del nivel de precipitaciones en la zona.
Bermas
Definición: Son franjas que flanquean el pavimento de las calzadas. Pueden ser pavimentadas, tratadas superficialmente o constituidas por grava, chancado o césped.
Ancho: En carreteras de una sola calzada, las bermas tienen anchos iguales. En carreteras unidireccionales con calzadas separadas, existen bermas interiores y exteriores en cada calzada, siendo las interiores de menor ancho.
Funciones de las Bermas:
- Proteger el pavimento y las capas inferiores de la erosión y la inestabilidad.
- Permitir detenciones ocasionales.
- Asegurar la luz libre lateral, lo que influye positivamente en la percepción del conductor y aumenta la capacidad de la vía.
- Ofrecer espacio adicional para maniobras de emergencia.
Dimensionamiento: El ancho mínimo de una berma es de 0.50 m para asegurar la protección del pavimento. A medida que aumenta la velocidad y el volumen de diseño, el ancho de las bermas puede llegar hasta 2.50 m, permitiendo el estacionamiento de vehículos sin afectar el tránsito. Las bermas deben tener una inclinación que permita el drenaje rápido de las aguas lluvias.
Obras de Protección de Taludes
Los taludes, tanto en terraplén como en corte, están expuestos a la erosión, principalmente por el agua. Se utilizan soleras, fosos y contrafosos para controlar y encauzar el flujo de agua. Las plantaciones (docas, hidrosiembras, etc.) son protecciones complementarias contra la erosión.
Las Soleras
Función: Presentan una dimensión vertical y se ubican en la sección transversal de la plataforma. En zonas urbanas o suburbanas, se utilizan para embellecimiento, demarcación de la vía y canalización de vehículos. En zonas rurales, evitan la caída de agua por los taludes de terraplenes altos, llevándolas longitudinalmente hacia bajantes.
Los Fosos
Función: Son canales laterales paralelos al pie de los terraplenes que los protegen de las aguas superficiales. Pueden estar apegados al pie del terraplén o separados por un espacio de al menos dos metros para evitar socavamientos y facilitar la limpieza e instalación de servicios.
Tipos: Pueden ser circulares, triangulares, trapezoidales o rectangulares, revestidos o no. Su diseño depende de la topografía, el espacio disponible, los caudales, etc.
Profundidad: Deben tener una profundidad mínima de 0.50 m bajo la cota de subrasante más cercana de la plataforma.
Desagüe: Generalmente, vierten hacia cauces preexistentes o pozos drenantes. Se deben considerar obras de disipación y/o encauzamiento.
Los Contrafosos
Función: Son canales por encima de la cota de coronamiento del corte que evitan la llegada de grandes cantidades de agua y arrastres a los taludes de corte.
Ubicación: Su ubicación influye en los límites de la obra, ya que la topografía puede obligar a alejarlos del coronamiento del corte para evitar derrumbes por infiltración. Esto puede requerir una amplia faja de expropiación.
Rasantes y Perfil Longitudinal
La rasante es la línea que representa las cotas del eje de la carretera a nivel del pavimento. Su representación gráfica se denomina Perfil Longitudinal. La rasante determina las características en alzado de la carretera.
El sentido de las pendientes se define según el avance del kilometraje, siendo positivas con el aumento de cota y negativas con la pérdida de cota.
Las curvas verticales entre dos pendientes sucesivas permiten una transición gradual, eliminando el quiebre de la rasante. Su diseño asegura las distancias de visibilidad requeridas, incluyendo la distancia de visibilidad de parada.
El sistema de cotas del proyecto se referirá, en lo posible, al nivel medio del mar.
En carreteras de calzada única, el eje en planta suele ser el eje de simetría de la calzada. En carreteras unidireccionales con calzadas separadas, pueden ser necesarias dos rasantes, una para cada eje.
Criterios de Diseño para Curvas Verticales:
- Asegurar la visibilidad de parada en todo punto.
- En calzadas bidireccionales, se puede optar por curvas de enlace con visibilidad de adelantamiento, lo que también asegura la visibilidad de parada.
En curvas verticales convexas y cóncavas con parámetros superiores a 6.000 m, se produce una zona con pendiente longitudinal inferior a los mínimos especificados para el escurrimiento de aguas superficiales. En estos casos, se debe asegurar un adecuado drenaje mediante bombeo, cunetas, sumideros o interrupciones en las soleras, especialmente en curvas cóncavas.